Способ изготовления нетканого полотна

 

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано, например, для изготовления технического нетканого полотна в виде защитно-изолирующих материалов для дренажных систем в мелиоративном строительстве. Известен способ изготовления нетканого полотна, включающий подготовку исходного сырья, смешивание, замасливание, расщипывание, чесание, формирование холста и скрепление холста путем его иглопробивания до образования нетканого полотна. Предлагаемое изобретение обеспечивает решение технической задачи по повышению плотности и разрывного усилия нетканого волокна за счет совершенствования технологического процесса и внесение в такие операции, как подготовка исходного сырья, смешивание, формирование и скрепление холста путем его иглопрокалывания, технологических режимов их выполнения с конкретными параметрами, приведенными в формуле изобретения. Использование новой технологии позволяет увеличить плотность и разрывные усилия получаемого нетканого полотна в 1,5 - 2 раза. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано, например, для изготовления технического нетканого полотна в виде защитно-изолирующих материалов для дренажных систем в мелиоративном строительстве.

Известен способ изготовления нетканого полотна, включающий подготовку исходного сырья, смешивание, замасливание, расщипывание, чесание, формирование холста и скрепление холста путем его иглопробивания до образования нетканого полотна [1] Однако этот способ не обеспечивает необходимой производительности, плотности и разрывной нагрузки изготовленного материала.

Решаемой технической задачей является совершенствование технологии изготовления нетканого полотна в целях повышения его плотности и разрывной нагрузки (в 1,5 2 раза).

Технический результат достигается способом изготовления нетканого полотна, включающим операции по подготовке исходного сырья, смешиванию, замасливанию, расщипыванию, чесанию, формированию холста, скреплению его путем иглопрокалывания до образования нетканого полотна, в котором при подготовке исходного сырья готовят смесь Р из отходов производства объемной пряжи, отходов производства льна и других отходов, которые включают (весовые): крутые концы 5 25 концы ровницы 10 40 концы ленты 15 45 восстановленное волокно 15 45, и используют жгут и концы жгута, весовое содержание которых соответственно Р1 и Р2 выбирают по отношению к весовому содержанию смеси отходов Р в пределах 1 ≅ (P1 + P2 + P)/P ≅ 50, а резку концов ровницы и жгута осуществляют преимущественно на длину L1 в пределах L1 15 - 160 мм с соотношением содержания Р3 волокон минимальной длины, которое выбирают в пределах 0,1 ≅ P3/P ≅ 0,8, а содержание Р4 волокон с максимальной длиной выбирают в пределах 0,1 ≅ P4/P ≅ 0,9; в процессе формирования холста подготавливают полуфабрикат сложением ватки в n число слоев, где n 10 80, при массе броска m, выбираемой в пределах m 100 500 г; в процессе скрепления холста преимущественно путем иглопрокалывания поддерживают соотношения минимальной h1 и максимальной h2 глубин прокалывания в пределах 0,3 ≅ h1/h2 ≅ 1, а при его уплотнении обеспечивают частоту прокалывания холста, которая определяется количеством игл на единицу площади, частотой ударов игольницы N и скоростью V подачи холста на прокол, которая выбирается в пределах 10 ≅ (N x F)/V ≅ 2,5 до достижения поверхностной плотности Θ полотна в пределах q 0,15 1,5 кг/м².

Детальное описание заявленного изобретения целесообразно выполнить, используя схему, содержащую последовательное выполнение всех процессов получения нетканого полотна, приведенную на чертеже.

Способ получения нетканого полотна включает следующие операции: резка жгута 1, смешивание 2, замасливание 3, расщипывание 4, чесание 5, формирование холста 6, уплотнение 7, формирование готового продукта 8.

Детальное выполнение нового способа получения нетканого полотна осуществляют следующим образом.

С целью получения нетканого полотна в качестве исходного продукта берутся отходы производства объемной пряжи, льна, отходы собственного производства и другие, которые характеризуются следующим составом (весовые): крутые концы 5 25 концы ровницы 10 40 концы ленты 15 45 отходы собственного производства 15 45.

Кроме того, в процессе получения полотна используют синтетический материал в виде жгута и его концов, весовое содержание которых соответственно Р1 и Р2 выбирают по отношению к весовому содержанию остальных компонентов Р в пределах 1 ≅ (P1 + P2 + P)/P ≅ 50, где Р отходы производства. В случае если процентное содержание отходов Р 100% длина волокон не дает возможности формированию холста в связи с отсутствием длинных волокон, являющихся связующим материалом, в случае если приведенное соотношение выходит за пределы 50% процесс становится экономически невыгодным. Причем резку концов ровницы и жгута осуществляют преимущественно на отрезки длиной L1 в пределах L1 15 160 мм с соотношением содержания Р3 волокон минимальной длины, выбираемым в пределах 0,1 ≅ P3/P ≅ 0,8 и содержанием Р4 волокон с максимальной длиной в пределах 0,1 ≅ P4/P ≅ 0,9, при этом если значение P3/P > 0,8, а P4/P > 0,9, то процесс чесания не пойдет, т.к. длинные волокна забивают рабочую поверхность, а в случае если эти соотношения будут меньше 0,1, то все волокно уйдет в отходы.

Полученные волокна смешивают 2, замасливают 3 и расщипывают 4, в результате чего получают однородную смесь волокон, которую подают на чесальную машину для получения равномерной ватки 5. Изготовленный таким образом полуфабрикат путем положения ватки в n число слоев, где n выбирают в пределах от 10 до 80 при массе броска m в пределах от 100 до 500 г, при количестве бросков в минуту от 1 до 5, формируют в холст 6. Полученный холст уплотняется. Процесс уплотнения осуществляют путем иглопрокалывания по всей площади холста и на определенную высоту игл, при этом поддерживают соотношение минимальной h1 и максимальной h2 глубин прокалывания, выбираемую в пределах 0,3 ≅ h1/h2 ≅ 1. При соотношении h1/h2 < 0,3 не происходит процесса уплотнения, а при величине этого соотношения равного больше 1 происходит поломка игл.

Важную роль в уплотнении холста играет частота прокалывания холста, которая зависит от количества игл на единицу площади F, частоты ударов игольницы n1 и скорости V подачи холста на прокол, и выбирается в пределах 10 ≅ (n2 x F)/V ≅ 2,5.

В случае если частота прокалывания холста ниже минимального значения приведенного соотношения, не обеспечивается качество уплотнения холста. При получении значения показателя, указанного в отношении выше максимального, нарушается качество полученного холста и требуются значительные энергозатраты, что экономически нецелесообразно.

Весь этот процесс осуществляется до достижения поверхностной плотности полотна q в пределах 0,15 1,5 кг/м².

Как показали проведенные исследования, указанный технический результат достигается только при взаимосвязанном использовании всей совокупности существенных признаков заявленного объекта. Это подтверждается, в частности, следующими примерами их практической реализации, при описании которых нецелесообразно повторять в каждом примере общую для них информацию, отраженную в формуле и описании изобретения. Лучше привести при описании примеров практического выполнения заявленного объекта только количественную информацию, отличающую один пример от другого, которую целесообразно для удобства сопоставления изложить в виде таблицы. Для сопоставления возможностей достижения указанного технического результата в каждом из примеров оказалось необходимым использовать параметр Е, характеризуемый соотношением данных повышения плотности и разрывного усилия нетканого полотна при экспериментальном осуществлении примеров заявленного технического решения и прототипа.

Нижние (пример 1 таблицы) и верхние (пример 2) значения заявленных пределов были получены на основании статистической обработки экспериментальных данных, а также анализа и обобщения известных данных преимущественно исходя из условия приближения параметра Е к единице (Е1 1,03, E2 1,02), а также с учетом других накладывающих ограничения на заявленные пределы известных обстоятельств. В оптимальном примере 4 реализации заявленных объектов было достигнуто наиболее высокое значение параметра Е4 2,0.

При выходе за нижние (пример 5) и верхние (пример 6) значения заявленных пределов указанный технический результат, как следует из таблицы, не достигается (Е5 0,96, E6 0,98). В произвольном примере 3 таблицы при использовании значений существенных параметров внутри заявленных пределов было достигнуто промежуточное значение технического результата (Е3 1,5).

Достижение указанного технического результата обеспечило дополнительные преимущества использования заявленного объекта для повышения производительности, снижения энергозатрат, повышения качества продукции.

Формула изобретения

Способ изготовления нетканого полотна, включающий подготовку исходного сырья, смешивание, замасливание, расщипывание, чесание, формирование холста и скрепление холста путем его иглопробивания до образования нетканого полотна, отличающийся тем, что в процессе подготовки исходного сырья формируют смесь из отходов производства объемной пряжи, отходов производства льна и др. следующего состава, мас.

Крутых концов 5 25
Концы ровницы 10 40
Концы ленты 15 45
Восстановленное волокно 15 45
с использованием жгута и концов жгута, например, из синтетических волокон, весовое содержание которых соответственно P1 и P2 выбирают по отношению к весовому содержанию остальных компонентов в пределах 1≅(P1 + P2 + P)/P≅50, а также резку волокна, преимущественно концов ленты и жгута на длину в пределах 20-100 мм с соотношением содержания волокон P3 в пределах 0,1≅P3/P≅= 0,8, и содержанием P4 волокон с максимальной длиной в пределах 0,1≅P4/P≅0,9, в процессе формирования холста подготавливают полуфабрикат с числом сложений ватки в пределах 10 80, при массе m броска в пределах 100 500 г, в процессе скрепления, преимущественно иглопрокалывания, поддерживают соотношение минимальных L1 и максимальных L2 глубин прокалывания в пределах 0,3≅L1/L2≅1 плотность иглопрокалывания холста выбирают в зависимости от количества игл на единицу площади F частоты ударов игольницы N и скорости V подачи холста на прокол в пределах 1000≅(N·F)/V≅2500000 до достижения поверхностной плотности Θ полотна в пределах q=0,15-1,5 кг/кв.ма

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2