Способ производства объемного нетканого полотна методом комбинированного скрепления

Изобретение относится к материалам на основе химических волокон, а также к составам связующих на основе высокомолекулярных соединений, применяемых в производстве нетканых материалов. Волокнистый материал формируют на чесальной машине с возможностью последующего увеличения слоев на холстораскладчике или формируют аэродинамическим способом. В состав волокнистой смеси вводят легкоплавкое бикомпонентное или полипропиленовое волокно. Сформированный холст подвергают термоскреплению путем подачи его в печь с поддерживающим транспортером и температурой 120-150°C, после чего сформированную объемную структуру полотна подвергают отделке полимерными связующими методами окунания и отжима или распылением форсунками. Далее полотно сушат в упомянутой печи с обдувом горячим воздухом с температурой в начале камеры печи 100-110°C, в средней части камеры 120-130°C, на выходе камеры 100°C. После сушки полотно дополнительно отделывается гладильными каландрами. Используют состав волокнистой смеси, содержащий 15% волокна бикомпонетного и 85% волокна полиэфирного; или 10% волокна полипропиленового, 20% волокна хлопкового и 70% волокна полиэфирного; или 20% волокна бикомпонентного, 20% волокна хлопкового и 60% волокна полиамидного. Способ позволяет снизить миграцию волокон, улучшить воздухопроницаемость, снизить сминаемость, повысить упругость объемного нетканого полимерсодержащего полотна. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к материалам на основе химических волокон, а также к составам связующих на основе высокомолекулярных соединений, применяемых в производстве нетканых материалов.

Известны огнестойкие материалы из смеси термостойких минеральных волокон и термопластичных органических волокон. Основным недостатком данных материалов является жесткость, минеральные волокна могут мигрировать в пододежное пространство, снижая гигиенические и эксплуатационные свойства материала.

Известен, например, многослойный материал, включающий иглопробивной материал из углеродных волокон (поверхностной плотности 65-230 г/м²), помещенный между слоями ткани из смеси шерстяного и огнестойкого волокна (поверхностной плотности от 200 до 760 г/м² (RU 2001176, B32B 15/00). Он является очень тяжелым (суммарная поверхностная плотность достигает 1 кг/м² и более). Углеродное волокно - токопроводящий элемент. При выработке слоя из углеродного волокна существует опасность возгорания оборудования. Волокно в случае миграции (через швы, проколы) в пододежное пространство может вызвать аллергические реакции, спровоцировать удар током, снизить гигиенические и эксплуатационные свойства материала.

Известен нетканый огнестойкий материал (RU 2361973 B32B 7/02), который содержит метаарамидные волокна, полиэфирные волокна пониженной горючести и регенерированные метаарамидные волокна в следующем соотношении: метаарамидные волокна - 40-45%; полиэфирные волокна - 10-20%; регенерированные метаарамидные волокна - 40-45%, полученные иглопробиванием при плотности прокалывания от 150 до 200 1/м² и глубине от 8 до 12 мм.

Известен огнестойкий слоистый материал на основе неорганического волокна, пропитанный термостойким связующим, который дополнительно содержит слой из нетканого иглопробивного материала на основе арамидных волокон, пропитанного составом на основе водной дисперсии сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом и винилацетатом, RU 2465145, B32B 7/02.

Недостатком всех перечисленных материалов является высокая миграция волокон, недостаточная воздухопроницаемость и сминаемость.

Технической задачей и результатом заявленного изобретения является создание материала с уникальными потребительскими свойствами - снижение миграции волокон, улучшение воздухопроницаемости, снижение сминаемости, упругость, восстанавливаемость формы после многократного сжатия и приложения нагрузки.

Неожиданный технический результат, в частности, снижение миграции волокон, установлен авторами при создании технологии на основе термоскрепления, где в качестве скрепляющего агента выступает легкоплавкое волокно и скрепления связующим с помощью распыления или пропитки водными дисперсиями полимеров.

Новизной данного решения является сочетание технологических приемов, состав волокнистой смеси и технологические режимы, которые обеспечивают в готовом материале уникальные потребительские свойства.

Сущность изобретения заключается в следующем: волокнистый материал формируется на чесальной машине с возможностью последующего увеличения слоев на холстораскладчике или формируется аэродинамическим способом. В состав волокнистой смеси вводится легкоплавкое волокно (бикомпонентное или полипропиленовое). Сформированный волокнистый холст поступает на термоскрепление в печь с поддерживающим транспортером и температурой 120-150°C, где за счет легкоплавких волокон формируется объемная структура полотна. После формирования структуры производится отделка материала полимерными связующими методом окунания и отжима или распылением форсунками. После этой операции материал снова поступает в сушильное устройство - печь с поддерживающим транспортером, где продувается горячим воздухом, с начальной температурой 100-110°C для удаления влаги. Далее материал, в зависимости от требований к поверхности, отделывается лощильными (гладильными) каландрами.

Что касается используемого связующего, то известны такие связующие как, например, водные эмульсии для пропитки волокнистых холстов на основе полиметилакрилата, сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты, либо связующее на основе акриловых эмульсий, например Акремос 809 А, Акремос 809 Б, Акремос 820 российского производства (г. Дзержинск), и импортируемых из-за рубежа, например, таких как "Акронал-35Д", "Акронал-230Д" фирмы "БАСФ" (ФРГ), "Апперетан-9211", "Аппретан-9212" фирмы "Хехст" (ФРГ), которые можно использовать в данном изобретении.

Кроме того, используют составы волокнистой смеси:

15% волокна бикомпонетного и 85% волокна полиэфирного;

10% волокна полипропиленового, 20% волокна хлопкового и 70% волокна полиэфирного;

20% волокна бикомпонентного, 20% волокна хлопкового, и 60% волокна полиамидного.

Пример 1.

Получение объемного нетканого полимерсодержащего полотна методом комбинированного скрепления.

В качестве скрепляющего агента выступает легкоплавкое волокно.

Проводят дополнительное скрепление полимерным связующим с помощью распыления (состав использован любой известный, описанный выше).

При этом сначала волокнистый материал формируют на чесальной машине, затем для увеличения слоев полотна производится укладка прочеса на холстораскладчике, и в состав волокнистой смеси вводят легкоплавкое бикомпонентное волокно, состав - 15% волокна бикомпонетного, 85% волокна полиэфирного.

Сформированный волокнистый холст подвергают термоскреплению путем подачи его в печь с поддерживающим транспортером и температурой 120-150°C, после чего сформированную объемную структуру полотна подвергают отделке полимерными связующими (составы см. выше) методом окунания.

Полотно сушат в печи с обдувом горячим воздухом, с температурой в начале камеры печи 100-110°C, в средней части камеры 120-130°C, на выходе камеры 100°C.

Пример 2.

Получают полотно методом, включающим термоскрепление и дополнительное скрепление полимерным связующим с помощью пропитки водными дисперсиями полимеров (см. состав выше) так, что сначала волокнистый материал формируют аэродинамическим способом, причем в состав волокнистой смеси вводят полипропиленовое волокно состава 10% волокна полипропиленового, 20% волокна хлопкового и 70% волокна полиэфирного.

Сформированный волокнистый холст подвергают термоскреплению путем подачи его в печь с поддерживающим транспортером и температурой 150°C, после чего сформированную объемную структуру полотна подвергают отделке полимерным связующим методом распыления форсунками, после чего полотно сушат в упомянутой печи с обдувом горячим воздухом, с температурой в начале камеры печи 110°C, в средней части камеры 130°C, на выходе камеры 100°C.

После сушки полотно дополнительно отделывается гладильными каландрами.

Пример 3.

Получают полотно аналогично Примеру 1, но с составом - 20% волокна бикомпонентного, 20% волокна хлопкового, 60% волокна полиамидного.

Заявленное изобретение за счет технологических режимов обеспечивает в готовом материале уникальные потребительские свойства - снижение миграции нитей, повышение воздухопроницаемости, снижение сминаемости, упругость, восстанавливаемость формы после многократного сжатия и приложения нагрузки.

Результаты испытаний полученного согласно изобретению материала сведены в Таблицу 1.

Вариант 1 - стандартный материал, выпущенный в исполнении холстоформирование и термоскрепление.

Вариант 2 - материал, выпущенный комбинированным способом холстоформирование, термоскрепление, отделка полимерным связующим, сушка.

1. Способ производства объемного нетканого полимерсодержащего полотна методом комбинированного скрепления, включающий термоскрепление, где в качестве скрепляющего агента выступает легкоплавкое волокно, и затем проводят дополнительное скрепление полимерным связующим с помощью распыления или пропитки водными дисперсиями полимеров так, что сначала волокнистый материал формируют на чесальной машине с возможностью последующего увеличения слоев на холстораскладчике или аэродинамическим способом, причем в состав волокнистой смеси вводят легкоплавкое бикомпонентное или полипропиленовое волокно, сформированный волокнистый холст подвергают термоскреплению путем подачи его в печь с поддерживающим транспортером и температурой 120-150°C, после чего сформированную объемную структуру полотна подвергают отделке полимерными связующими методом окунания и отжима или распылением форсунками, после чего полотно сушат в упомянутой печи с обдувом горячим воздухом, с температурой в начале камеры печи 100-110°C, в средней части камеры 120-130°C, на выходе камеры 100°C.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после сушки полотно дополнительно отделывается гладильными каландрами.

3. Способ по пп. 1 или 2, отличающийся тем, что используют состав волокнистой смеси, содержащий 15% волокна бикомпонетного и 85% волокна полиэфирного; или 10% волокна полипропиленового, 20% волокна хлопкового и 70% волокна полиэфирного; или 20% волокна бикомпонентного, 20% волокна хлопкового и 60% волокна полиамидного.