Нетканый материал и способ его производства

 

Использование: втекстильной промышленности . Сущность изобретения: нетканый материал представляет холст, содержащий в том числе и термопластичные волокна, скрепленные полимерным связующим. Холст содержит спрессованные покальные участки, промежутки между которыми скреплены полимерным связующим, составляющим 10-35% от общей массы. Способ изготовления нетканого материала включает процессы формирование волокнистого холста , уплотнение под воздействием тепла и давления, пропитку жидким вспененным связующим , термообработку. Уплотнение волокнистого холста осуществляют на локальных участках при температуре размягчения термопластичных волокон и удельном усилии 40- 60 дзН/см, 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 D 04 Н 1/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868758/12 (22) 13.08.90 (46) 07.10,92. Бюл. ¹ 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нетканых текстильных материалов (72) Л.M.IOð÷åíêo, И.Л.Григорян, Г.А.Добромыслова, Л.В.Липатникова, В,И.Балова, Г.В,Чигрина, В,В.Тютюнник, И.В.Никифорова и Л.А.Рыбина (56) 1. Новая техника и технология изготовления нетканых материалов производственно-технического назначения из химических волокон в СССР и за рубежом. Обзор. ЦНИИТЭИлегпром, 1987, с.39. (54) НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ

ЕГО ПРОИЗВОДСТВА (57) Использование: втекстильной промышленИзобретение относится к текстильной промышленности, в частности к производству нетканых материалов различного назначения.

Известен способ изготовления нетканого материала, при котором формируют волокнистый холст из химических волокон. Затем его пропитывают жидким или вспененным связующим, подвергают сушке и термообработке (Тихомиров В.Б. Химическая технология производства нетканых материалов. M,: Легкая индустрия, 1971, с.9, 176), Недостаток известного способа состоит в том, что изготавливаемые íà его основе нетканые материалы обладают недостаточной прочностью в продольном и поперечном направлениях, высокой анизотропией по прочностным свойствам (соотношение прочностей составляет 5:1 соответственно), недостаточной водоупорностью, что приво Ы „1767054 А1 ности. Сущность изобретения; нетканый материал представляет холст, содержащий в том числе и термопластичные волокна, скрепленные полимерным связующим.

Холст содержит спрессованные локальные участки, промежутки между которыми скреплены полимерным связующим, составляющим 10-35;/. от общей массы. Способ изготовления нетканого материала включает процессы . формирование волокнистого холста, уплотнение под воздействием тепла и давления, пропитку жидким вспененным связующим, термообработку. Уплотнение волокнистого холста осуществляют на локальных участках при температуре размягчения термопластичных волокон и удельном усилии 4060 да Н/см. 2 с.п. ф-лы, 1 табл. дит к пробиванию клея на противоположную сторону полотна, материалы имеют низкую устойчивость к,истиранию и способны к расслаивэнию.

Известен также способ производства нетканого материала, при котором сформированный волокнистый холст из полиэфирных волокон или их смеси с вискозными волокнами уплотняют на двухвальном обогреваемом каландре с гладкими валами при 160-180 С и линейном давлении 5 — 15 даН/см, предварительно скрепляют связующим посредством разбрызгивания полимерной дисперсии и подвергают сушке на сушильных барабанах, Предварительно скрепленный таким образом холст пропитывают жидким связующим, сушат и подвергают термообработке при повышенной температуре (1).

1767054

20

40

50

Известен также нетканый материал, полученный этим способом. Материал представляет собой скрепленный полимерным связующим волокнистый холст, содержащий смесь полиэфирных и вискозных волокон, Описанный способ производства нетканого материала освоен на Сыктывкарской фабрике йеткайых матерйалов. По своей технической сущности и достигаемому положительному эффекту этот способ и полученный данным способом материал наиболее близки к предлагаемым техническим решениям и взяты в качестве прототипа.

Недостаток известного способа состоит в том, что, несмотря на уплотнение волокнистого холста и его предварительное скрепление связующим, материал обладает недостаточно высокой прочностью в поперечном направлении, анизотропия прочностн ых с в ой ств материал а (соотношение разрывных нагрузок в продольном и поперечном направлениях) составляет 4:1, материал обладает недостаточно высокой стойкостью к истирэнию и водоупорностью, может расслаиваться. В известном способе уплотнение волокнистого холста осуществляют гладкими валами при 160 — 180 С, которая существенно ниже температуры размягчения полиэфирных волокон и небольшом давлении 5 — 15 даН/см, Уплотнение волокнистого холста в данном способе используется для обеспечения удельной поверхности пор, удаления влаги и воздуха из холста, что способствует улучшению процесса пропитки жидким полимерным связующим.

Целью изобретения является улучшение качества нетканого материала за счет увеличения прочности его по ширине, снижения анизотропии прочностных свойств, увеличения водоупорности и стойкости к истиранию.

Сущность предлагаемоего изобретения состоит в том, что в известном способе, при котором волокнистый холст, содержащий термопластичные волокна, уплоняют под воздействием тепла и давления, а затем пропитывают и подвергают термообработке, операцию уплотнения перед пропиткой осуществляют на локальных участках при температуре размягчения термопластичных .волокон и удельном давлении 40 — 60 даН/см, Нетканый материал пои этом содержит термопластичные волокна, скрепленные друг с другом их расплавом на локальных спрессованных участках, а промежутки между этими участками оказываются скрепленными полимерным связующим в количестве

10-35% от общей массы материала.

Указанные отличительные признаки предложенного способа сами по себе известны и используются при изготовлении термоскрепленных материалов, например, по заявке Франции М 2297271 от 10.09.76 г.

Эти материалы предназначены для краткосрочного использования. Известные отличительные признаки не могут обеспечить поставленную цель и обеспечить получение комплекса свойств, достигаемых при реализации предлагаемого способа. В предлагаемом техническом решении за счет локального уплотнения волокнистого холста происходит избирательная пропитка его в нескрепленных расплавом участках, что позволяет получать материалы с подвижной структурой, обладающие оптимальными эксплуатационными свойствами. Таким образом, указанные отличительные признаки обеспечивают получение нового неожиданного положительного эффекта.

Указанные параметры уплотнения волокнистого холста и содержание связуЮщего в полотне в предложенном техническом решении являются оптимальными, Выход за минимальные пределы удельного давления и содержания связующего в готовом материале не обеспечивает необходимого снижения анизотропии прочностных свойств, увеличения прочности материала по ширине, повышения водоупорности, стойкости к истиранию, что подтверждается результатами испытаний материалов (см. таблицу, пример 9).

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример (прототип). Волокнистый холст поверхностной плотностью 39 г/м из

70% полиэфирного волокна линейной плотности 0,33 текс и 30% вискозного волокна линейной плотности 0,31 текс уплотняют на двухвальном уплотнительном каландре с гладкими валами пои 170 С и удельном давлении 10 даН/см, Уплотненный холст предварительно скрепляют посредством разбрызгивания связующего следующего состава, глас.%:

Аппретан 9212 19,3

Вода 80,7 подсушивают на сушильных барабанах при

130 — 1750C, пропитывают в жале валов жидким полимерным связующим следующего состава, мас,%:

Аппретан 9212

Аппретан 9211

Малеиновая кислота

Леонил

Пеногаситель

Вода

1767054

33,6

0,2 и подвергают сушке и термообработке при

150-180 С. Поверхностная плотность полученного материала 61 г/м . Содержание полимерного связующего в материале 22 г, что составляет 35 от массы материала.

Пример 1. Волокнистый холст поверхностной плотностью 40,9 г/м из 100 полиэфирного волокна линейной плотности

0,11 текс пропускают через двухвальный каландр, один из валов которого гравированный. Температура поверхности валов каландра 220 С. Удельное давление в жале валов каландра 50 даН/см.

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас.%:

Аппретан 9212 33,6

Леонил 0,2

Малеиновая кислота 0,3

ВОда 65,9 подвергаюттермообработке на барабанной сушилке при 175 — 180 С, В полученном материале поверхностной плотностью 63 г/м2 в промежутках между локальными расплавленными участками содержится 22,1 г связующего, что составляет 350 от общей массы материала.

Полученный материал может использоваться в качестве основы под полимерные покрытия, Пример 2. Уплотнение волокнистого холста поверхностной плотностью 46,08 г/м из 100% полиэфирного волокна линейной плотности 0,11 текс осуществляют так же, как в примере 1.

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас. :

Акронал 32 ДТЖ 25,0

Малеиновая кислота 0,4

Вода 74,6 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 175 — 180 С.

Полученный материал может использоваться в качестве основы под полимерные покрытия, Пример 3. Волокнистый холст поверхностной плотностью 45,5 г/м из 85 полиамидного волокна линейной плотности

0,4 текс и 150 полиэфирного волокна линейной плотности 0,17 текс пропускают через двухвальный каландр, один из валов которого гравированный. Температура поверхности валов каландра 160 С. Удельное усилие в жале валов каландра 40 даН/см.

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас. /:

Аппретан 9212

Леонил

Малеиновая кислота 0,3

Вода 65,9 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 170 С.

В полученном материале поверхностной плотностью 65 г/м в промежутках между локальными расплавленными участками содержится 20,5 r связующего, что составляет 30 от общей массы материала.

Полученный материал может использоваться в качестве основы под полимерные покрытия.

Пример 4. Волокнистый холст поверхностной плотностью 40 г/м из 100 g, полиэфирного волокна пропускают через двухвальный каландр, один из валов котороt.o гравированный. Температура поверхности валов 225 С. Удельное давление в жале валов каландра 60 даН/см, Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас. :

М БМ-3 35

Меламино-формальдегидная смола (метазин) 1,2

Хлористый аммоний 0,1

Вода 63,7 подвергают термообработке при 175180 С.

В полученном материале поверхностной плотностью 44,7 г/м в промежутках между локальными оасплавленными участками содержится 4,7 г полимерного связующего, что составляет 10,5 от общей массы материала.

Полученный материал может использоваться в мебельной промышленности для изготовления профильных изделий и для усиления деревянного шпана.

Пример 5. Нетканый материал изготавливают так же, как в примере 4.

В полученном материале поверхностной плотностью 47,7 г/м в промежутках между локальными расплавленными участками содержится 7,7 г полимерного связующего, что составляет 16 от общей массы материала.

Полученный материал может использоваться в ме бел ь ной и ром ы ш лен ности для изготовления профильных изделий и для усиления деревянного шпона.

Пример 6. Волокнистый холст поверхностной плотностью 70 2 г/м из 70 полиэфирного волокна линейной плотности

0,33 текс и 30 полиэфирного волокна линейной плотности 0,12 текс пропускают через двухвальный каландр, один из валов которого гравированный. Температура поверхности валов каландра 225 С. Удельное давление в жале валов 50 даН/см.

1767054

Аппретан 9212

Леонил

Малеиновая кислота

Вода

28,4

0,2

0,3

71,1

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас. :

Аппретан 3750 24,5

Леонил 0,2 5

Малеиновая кислота 0,3

Вода 75,0 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 175 — 180 С.

В полученном материале поверхност- 10 ной плотностью 106,4 г/м в промежутках между расплавленными локальными участками содержится 36,2 г полимерного связующего, что составляет 34 от общей массы материала. . 15

Полученный материал может использоваться в качестве основы линолеума.

Пример 7. Волокнистый холст поверхностной плотностью 110 г/м из 70 полиэфирного волокна линейной плотности 0,33 20 текс и 30% полиэфирного волокна линейной плотности 0,12 текс пропускают через жало валов каландра, один из которых гравированный. Температура поверхности валов

225ОС. Удельное усилие в жале валов 45 25 да Н/см.

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким полимерным связующим следующего состава, мас.о :

Аппретан 3750 28,4 30

Леолин 0,2

Малеиновая кислота 0,3

Вода 71,1 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 175 — 180ОС. 35

В полученном материале поверхностной плотностью 169,4 г/м в промежутках между локальными расплавленными участ-. ками содержится 59,4 r полимерного связующего, что составляет 35 от общей массы 40 материала.

Полученный материал может использоваться в качестве основы гидроизоляционного и кровельного материала, Пример 8 (контрольный), Волокни- 45 стый холст поверхностной плотностью 46,7 гlм из 100 полиэфирного волокна линейной плотности 0,11 текс пропускают через двухвальный каландр, один из валов которого гравированный. Температура поверхно- 50 сти валов каландра 220 С, Удельное давление в жале валов 30 даН/см.

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас.%: 55 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 175 — 180ОС.

В полученном материале поверхностной плотностью 62,2 гlм в промежутках между локально уплотненными участками содержится 25о полимерного связующего от общей массы материала.

Пример 9 (контрольный). Волокнистый холст поверхностной плотностью 3?,8 г/м из 100% полиэфирных волокон пропускают через двухвальный каландр, один из валов которого гравированный. Температура поверхности валов 250 С. Удельное давление в жале валов 100 даН/см.

Уплотненный волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким полимерным связующим следующем состава, мас.%:

Аппретан 9212 35,0

Леонил 0,2

Малеиновая кислота 0,3

Вода 64,5 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 175 — 180 C.

В полученном материале поверхностной плотностью 63 г/м в промежутках между локальными расплавленными участками содержится 40% полимерного связующего от общей массы материала (25,2 r).

Пример 10 (контрольный). Волокнистый холст поверхностной плотностью 42,25 г/м из 100о полиэфирного волокна линейной плотности 0,11 текс пропускают через двухвальный каландр, один из валов которого гравированный, Температура поверхности валов 170 С. Удельное давление в жале валов 30 даН/см.

УплотнеHHый волокнистый холст пропитывают в жале валов жидким связующим следующего состава, мас,%:

Аппретан 9212 33,6

Леон ил 0,2 Малеиновая кислота 0,3

Вод а 65,9 подвергают термообработке на барабанной сушилке при 175-180 С.

В полученном материале поверхностной плотностью 65 г/м не образуются локальные расплавленные участки, В материале содержится 22,75 г полимерного связующего, что составляет 35/ от общей массы материала.

В таблице даны результаты испытаний материалов, параметры изготовления и физико-механические свойства нетканых материалов.

Анализ данных таблицы показывает, что предложенный способ в сравнении с прототипом позволяет получить HBTKBHblA материал улучшенного качества, а именно: при почти одинаковой поверхностной плотно1767054

Пример технологические параметры

Физико-механические свойства материалов

СТОЙ кость к истиранию число циклов

Разрывная нагрузка, н

Удельное давление, дан/см

Содержание свяэ., ф

Поверх. плоти, r/ì2 оодоупорность мм BOA,ñò

Анизотропия по длине по ширине

4,1:1 700

Протот.ип

2

4

5 б

61,о

izo,î

29,0

3О

so

4о

63,0

64,0

65,о

44,7

47,7

io6,4

169,4

62,2

63,0

65>0

28

10,5

16

34 бо,8

50,0

46,0

36,0

43,О

152, О

198,0 25,0

32,3

29,5

130,8

110,0

111,0

79,0

84,0

327,0

420,0

91,8

113,1

115,0

2,15:1

2 >20:!

2,40:1

2,19:1

1,90:1 г,iS:

2,12;1

3,70:1

3,50:1

3,90:1

1 1 5

47

53 . 110

67

2397

1792

Свыше 30614

Свыше 306 14

8оо

35

25

9

iizo

800

Составитель Л.Юрченко

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Л.Волкова

Заказ 3527 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сти материалов анизотропия прочностных свойств у предложенного материала снижается в 1,8 раза, прочность материала по ширине увеличивается в 1,6 — 2,1 раза, стойкость к истиранию увеличивается в 2,7 — 3,4 раза, 5 водоупорность увеличивается в 3,3 — 3,8 раз.

Формула изобретения

1. Нетканый материал в виде волокнистого холста, содержащего в том числе и термопластичные волокна и скрепленного - 10 полимерным связующим, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества материала, волокнистый холст содержит спрессованные локальные участки, промежутки между которыми скреплены полимер- 15 ным связующим составляющим от 10 до

35% от общей массы материала.

2. Способ производства нетканого материала, включающий формирование волокнистого холста, содержащего термопластичные волокна, его уплотнение под воздействием тепла и давления, последующие пропитку жидким или вспененным связующим и термообработку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества материала за счет увеличения прочности в поперечном направлении, снижения анизотропии прочностных свойств, увеличения водостойкости и стойкости к истиранию; уплотнение волокнистого холста осуществляют на локальных участках при температуре размягчения термопластичных волокон и удельном усилии

40 — 60 да Н/см.