Нетканый материал

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5045110/12 (22) 01.06.92 (46) 15.1093 Бюл. Na 37-38 (76) Грачева Алла Александровна (54) НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Сущность изобретения: нетканый материал выполнен в виде волокнистого холста из известных и неизвестных синтетических волокон, скрепленных связующим в виде водной дисперсии синтетичес(is) R (и) 2001175 Cl (51) D Н1 10 кого каучука. Волокна имеют положительные и отрицательные электрические потенциалы в соотношении 1: 1 — 1 — 9 масч. в качестве связующего используют стабилизированную водную дисперсию синтетического каучука с размером неагрегирующих частиц 0,15 — 1,0 д )м (очечного скрепления в местах пересечения, при этом число клеевых точек составляет 50 — 100 мм 1 см. 1 табл. 7 ил.

2001175

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к производству материалов, используемых в качестве утеплителя для различных видов товаров народного потребления.

Известен нетканый материал объемной структуры, который состоит из смеси термопластичных синтетических волокон с различной температурой плавления, скрепленных между собой более низкоплавкими, оплавляемыми при термообработке отформирован ного холста.

Недостатком этого материала является жесткость и подверженность его пилингу, хотя он получается объемной структуры.

Наиболее близким к предлагаемому материалу является нетканый материал, представляющий собой волокнистый холст из неориентированных извитых и неизвитых волокон, скрепленных связующим веществом, составляющим преимущественно до

30 оoт оoб5щ еeй мMа cс:сcы в оoл оoк оoнH, причем извитые волокна представляют собой многокомпонентные волокна длиной от 10 до 40 мм при титре от 1 до 20 депитекс, составляющие от общего веса всех волокон от 5 до

80 .

Недостатком этого материала является жесткость материала, недостаточная легкость и воздушность, а также склонность к пиллингу и свойлачиванию.

Технический результат предлагаемого изобретения может выражаться в том, что полученный нетканый материал не подвергается при эксплуатации пиллингу, усадке и свойлачиванию. Кроме того, он обладает мягкостью, легкостью и имеет повышенные теплоизоляционные свойства. Это неожиданно, так как известные материалы, полученные с помощью нанесения вспененных дисперсий латексов, жесткие, плоские, не обладают объемной структурой, имеют низкие теплоизоляционные свойства.

Этот технический результат достигнут в нетканом материале с фиксированной обьемной структурой с точечным скреплением волокон, покрытых полимерной пленкой связующего с числом клеевых точек от 50 до

100 на 1 см . Нетканый материал выполнен из смеси синтетических извитых и неизвитых волокон с положительными и отрицательными потенциалами, выбранными в соотношении от 1:1 до 1:9 (мас.ч.). В качестве связующего использована диспергированная и стабилизированная водная дисперсия синтетического каучука (например, бутадиенстирольный, бутадиеновый каучук) с размерами неагрегирующихся, то есть не слипающихся частиц от 0,15 до 1,0 мкм.

По сравнению с прототипом, использование в структуре нетканого материала синтетических волокон определенного вида, при определенном соотношении и определенного вида связующего является новым.

Исследования, проведенные по патентной и технической литературе показали, что нетканые материалы получают различными способами, соответственно их структура разная. Однако скрепление исходных волокон в самом материале с помощью латексов известно. Например, волокнистый нетканый материал, широко применяемый в качестве прокладочного, получают пропиткой волокнистого холста карбоксилсодержащим бутадиеннитрильным латексом и сушат.

Для доказательства того, что предлагаемый в заявке материал является новым и не имеет себе подобных, был проведен ряд опытов по изучению структуры материалов известных и предлагаемого. Исследования проводились методом просвечивающей электронной микроскопии. Результаты опытов приведены в Приложении 1 (см. фиг. фиг.2 — 7).

Как видно из приведенных фигур, латекс, представляющий из себя водную дисперсию бутадиенстирольного каучука, обычно используемый для нетканых материалов имеет размер частиц от 0,14 до 0,4 мкм. Эти частицы склонны к образованию агрегатов (см. фиг.2).

При пропитке волокнистого холста эти частицы склеивают большое число волокон как на поверхности, так и внутри (см. фиг.3).

Это приводит к тому, что нетканый материал не обладает достаточными теплоизоляционными свойствами и мягкостью. При нанесении связующего на материал методом распыления получают объемный материал (нетканый), в котором происходит скрепление отдельных волокон на поверхности, но большая часть остается свободной и в процессе эксплуатации нетканый материал подвержен пиллингу и обладает значительной усадкой при стрижке и мокрой чистке (см. фиг.4).

Введение в водную дисперсию бутадиенстирольного каучука (латекс) стабилизирующих и диспергирующих добавок для заявляемого материала позволяет остановить процесс агрегирования частиц во времени и частицы остаются постоянного размера 0,15-1,0 мкм, далее они не склонны к агрегации (см. фиг.5), Структура предлагаемого материала приведена на фотографии (см. фиг.6 и 7). Как видно из приведенных данных получен нетканый материал с фиксированной объем2001175 ной структурой, с точечным скреплением в местах пересечения волокон, покрытых полимерной пленкой связующего, с числом клеевых точек от 50 до 100 на 1 см . Таким образом, заявляемый материал отвечает критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый нетканый материал в своей основе содержит синтетические волокна различной химической природы, имеющие электрические потенциалы противоположных знаков. К положительно заряженным волокнам относится полиэфирное волокно (лавсан), вискоза. Отрицательное заряженными являются полиакрилнитрильное волокно (нитрон) и поливинилхлоридное волокно, причем поливинилхлоридное волокно имеет потенциал больший, чем полиакрилнитрильное волокно. Поэтому граничные соотношения поливинилхлоридного волокна с лавсаном должны составлять 1;9, а соотношение полиакрилнитрильного волокна с лавсаном должно быть 1:1.

Проведенные опыты показали, что при соотношении исходных волокон, имеющих разные потенциалы меньше 1:1 приводит к получению некачественного холста, и, как следствие этого, нетканый материал получают несоответствующий требованиям. При соотношении больше 1;9 также не удается получить заявляемый нетканый материал, то есть соотношения должны соблюдаться в заявленных пределах.

Для нетканого материала важно также использование смеси извитых и неизвитых волокон, так как зто приводит к образованию более рыхлой структуры волокнистого холста.

Число клеевых точек от 50 до 100 на 1 см тоже необходимое условие. При числе точек меньше 50 на 1 см материал будет г подвержен пиллингу, а при числе клеевых точек больше 100 на 1 см он становится

2 очень задавленным, теряет объемность и хуже держит тепло.

Связующее, которое используется в нетканом материале для скрепления волокон представляет собой диспергированную и стабилизированную дисперсию синтетического каучука (БСН К ТУ 38 40510-81, СКС ТУ

38. 103230-85, GKH-40/1 ГП ТУ 38.10346880) латекс с размерами неагрегирующихся частиц 0,15-1,0 мкм. На фото 4 Приложения видно, что частицы не агрегируются и рост их фиксирован, а зто очень важно для проведения процесса получения нетканого материала, а также для свойств этого материала, уже в качестве связующего волокон, Такое состояние частиц каучука в дисперсии достигается за счет того, что в дисперсию добавляют стабилизатор и ще5

55 лочь до рН = 9,0 — 9,8. В состав дисперсии латекс входит в количестве 90 — 90,8 (вес,части), При размере частиц водной дисперсии синтетического каучука меньше 0,15 мкм изменяются ее реологические свойства, меняются величина поверхностного натяжения связующего, а это приводит к стеканию полимерного покрытия с волокон и их неупорядоченного склеивания. При размере частиц дисперсии больше 1,0 мкм реология также мг ляется, материал имеет жесткую структуру

Только в заявляемых пределах размеров неагрегирующихся частиц связующее преобретает требуемые реологические и адгезионные свойства, при которых вследствие пропитки им волокнистого холста происходит образование поверхностной пленки на волокнах, в свою очередь образующей точки скрепления в местах пересечения волокон.

Это связующее позволяет нетканому материалу иметь объемную фиксированную структуру с точечным скреплением в местах пересечения волокон материала, покрытых полимерной пленкой (см. фиг.6 — 7, Приложения 1). Число клеевых точек равно 50 — 100 нд 1 см

Нетканый материал можно можно получить следующим образом, Схема установки приведена на фиг,1.

Линия для производства предлагаемого нетканого материала может быть частично составлена из производимого в стране стандартного оборудования.

Технологические параметры процесса получения нетканого материала не требуют сложной аппаратуры.

При размере частиц водной дисперсии синтетического каучука меньше 0,15 мкм изменяются ее реологические свойства, меняется величина поверхностного натяжения связующеГо, а это приводит к неравномерному склеиванию волокон нетканого материала, материал подвергается пиллингу, При размере частиц дисперсии больше 1,0 мкм реология также меняется, материал имеет жесткую структуру. Тол ь ко в за я вл я емых пределах размеров неагрегирующихся частиц связующее йриобретает требуемые реологические и адгезионные свойства, при которых вследствие пропитки им волокнистого холста происходит образование поверхностной пленки на волокнах, в свою очередь образующей точки скрепления в местах пересечения волокон.

Это связующее позволяет нетканому материалу иметь объемную фиксированную структуру с точечным скреплением в местах

2001175 пересечения волокон материалов, покрытых полимерной пленкой (см. фиг.6 — 7 Приложения 1). Число клеевых точек равно

50-100 на 1 см . (56) Авторское свидетельство СССР

М 503536,кл.О 04 Н 1/10, 1978.

20 Нетканый материал, Нетканый материал, полученный метоПредлагаемый материал пропитанный водной дисперсией бу- дом распыления тадиенстирольного связующего

4-6

160

Tr лщина, мм

:.= гс 1 м кв„г

Разрывная нагрузка

130 -150

2,0

4,0

4,0

5,0

6,0

8,0

15,0

4,0

Воздухопронициаемость дм м сек

3 2

900

900

Паропроницаемость мг м час

Пиллинг пиллей/см г

5,0 0,5

0,6 + 0,1

5,5 + 0,5

16

1,5

3,0

0,3

Усадка, Использование стандартного оборудования для производства нетканого материала позволит включить этот процесс и в другие технологические циклы.

Нетканый материал можно получить следующим образом. Схема установки приведена на фиг,1, Исходные синтетические волокна в заявляемых соотношениях подаются в бункер чесальной машины 1, после образования прочеса, волокна поступают на укладку в холстоукладчик 2, Отдельно го-;овят диспергированную и стабилизировлн .ук> дисперсию синтетического каучука в емкости 3 и подают ее двумя потоками на л;1:..- ..-:. li j. îïитки 4, . ..п=-pr,.рованную и стабилиэирован-.,ю;, сперсию синтетического каучука вспе; ивают путем барботажа сжатого воз уха, На валах узла 4 происходит пропитка полоски

50 х 100 мм, кгс

- B продольном направлении

-в поперечном направлении

Жесткость сН(гс) дисперсией и отжим уже полученного материала. После этого материал поступает в термокамеру 5, в которой происходит желатинизация полимерного связующего при

5 температуре 90-120 С. Узел 6 — намотка уже готового нетканого материала, используемого в качестве утеплителя.

Характеристики материалов приведены в таблице 1, 10 Линия для производства предлагаемого нетканого материала может быть частично составлена из производимого в стране стандартного оборудования.

Технологические параметры процесса

15 получения нетканого материал не требуют сложной аппаратуры.

200117 .

Формула изобретения

HETKAHI IvIMATI-pvIAл, содержащий волокнистый холст из извитых и неизвитых волокон, скрепленных связующим в виде водной дисперсии синтетического каучука, 5 отличающийся тем, что холст выполнен из синтетических волокон с положительными и отрицательными электрическими потенциалагчи E соотношени1 11 до 19 мас.ч., э в качестве свяэ ю,.; о используIOT Ста ..гИЛИЗИрОВаННуЮ ВОдНуЮ дИСПЕрСИЮ синтетического каучука с размером неагре ирующихся астиц 0,15 — 1,0 мм для точечного скрепления в местах пересечения волокон, при э;ом число клеевых точек составляет от 50 до 100 нз 1 см . г

2001175

CPuz.5

2001175

Заказ 3115

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель А.Грачева

Редактор Н,Семенова Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева