Способ получения углеродного нетканого материала

Предлагаемое изобретение относится к области получения углеродных нетканых материалов, в том числе для использования в качестве материала для изготовления газодиффузионных электродов электрохимических источников тока. Техническим результатом изобретения является улучшение технологичности процесса за счет исключения стадии дополнительной ориентации каркасного слоя за счет армирования наружных слоев нетканых материалов из штапелированных волокон разреженной тканью, образованной полотняным переплетением вискозных нитей, при одновременном увеличении прочности по всему объему получаемых графитированных нетканых материалов за счет введения разреженной ткани, снижении электросопротивления и сохранении воздухопроницаемости путем формирования каналов сложной изогнутой формы, которые в совокупности со сквозными каналами образуют пористую структуру с возможностью регулирования воздухопроницаемости и более стабильный подвод газов в зону реакции при работе газодиффузионных электродов электрохимических источников тока. Способ получения углеродного нетканого материала, включающий формирование трехслойного нетканого материала из вискозного сырья, состоящего из двух иглопробивных наружных слоев и внутреннего каркасного слоя, с последующим иглопрокалыванием, а затем карбонизацией полученного нетканого материала в среде азота при постепенном повышении температуры до 600-700°C и дальнейшей графитацией при температуре 1500-2500°C, причем формирование трехслойного нетканого материала осуществляют путем смещения относительно друг друга на 1,5-2 мм двух наружных иглопробивных слоев с различным числом проколов в соотношении 1:2 с поверхностной плотностью одного слоя 72-150 г/м2 и числом проколов 6-18 на 1 см2 и поверхностной плотностью 45-120 г/м2 и числом проколов 12-36 на 1 см2 для другого слоя, полученных из вискозных штапелированных волокон с длиной не менее 51 мм, и каркасный слой с поверхностной плотностью 50-120 г/м2, состоящий из разреженной ткани, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, иглопрокалывают с получением нетканого вискозного материала объемной плотностью 71-112 кг/м3. 4 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области получения углеродных нетканых материалов, в том числе для использования в качестве материала для изготовления газодиффузионных электродов электрохимических источников тока.

Из уровня техники известен материал, получаемый по способу изготовления нетканого иглопробивного материала, армированного сеткой, включающего образование первого и второго нетканых слоев, одинаковых по составу и свойствам, расположение сетки из стекловолокна с нитью 34 текс, размером ячейки 12 мм в продольном направлении и 6 мм по утку между ними [Патент РФ 2360050 C2, D04H 1/54, B32B 7/08. Способ изготовления нетканого иглопробивного материала, армированного сеткой. 27.06.2009].

Недостатком данного материала является то, что в качестве армирующего элемента выступает сетка из стекловолокна, что делает материал непригодным для переработки его в углеродный вследствие плавкости стеклянных волокон. Данный материал может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.

Из уровня техники известен углеродный нетканый материал и способ его производства. Нетканый материал из штапелированных углеродных волокон получен путем смешения углеродных волокон с плавкими волокнами из смол с последующим прессованием массы и карбонизацией. Соотношение углеродные волокна/плавкие волокна - 90/10÷20/80, что обеспечивает легкость получаемого углеродного материала [Патент JP 2008081872 A, D01F 9/21; D04H 1/42; D04H 1/60. Углеродный нетканый материал и способ его производства. 10.10.2000].

Недостатком данного углеродного нетканого материала является использование плавких волокон из смол, что в результате дает непористый материал, который не может быть использован в качестве газодиффузионного электрода электрохимических источников тока.

Из уровня техники известно производство нетканых материалов из углеродных нитей. Нетканый материал получают аэродинамическим формованием, с определенным соотношением скоростей подачи газа и смолы, далее происходит карбонизация с получением нетканого материала из углеродного волокна [Патент JP 4209862 A, D01F 9/14; D04H 3/00. Производство нетканых материалов из углеродных нитей. 31.07.1992].

Недостатком данного способа производства является усложнение технологии за счет использования аэродинамического формования, что предполагает использование специального оборудования.

Из уровня техники известны нетканые волокнистые материалы и электроды из них. Данные нетканые волокнистые материалы могут быть использованы в различных электрохимических устройствах, водородных накопителях, каталитических подложках [Патент РФ 2429317 С2, D04H 3/00, D01F 9/12, С25В 11/12, H01M 4/02, H01G 9/04, B32B 9/00. Нетканые волокнистые материалы и электроды из них. 20.09.2011].

Недостатком данных нетканых волокнистых материалов является то, что они состоят из фрагментов активированного углеродного волокна, которое является хрупким и подвергается разрушению в процессе работы материала.

Из уровня техники известны проводящие полотна, содержащие токопроводы, и способ их изготовления. Проводящий материал включает проводящее нетканое полотно, содержащее проводящие углеродные волокна в комбинации с волокнами целлюлозы и/или синтетическими волокнами [Патент РФ 2496933 С2, D04H 13/00, B05D 7/00, B32B 1/00, B32B 5/26. Проводящие полотна, содержащие токопроводы, и способ их изготовления. 27.10.2013].

Недостатком способа изготовления проводящих полотен является образование проводящих и непроводящих зон в материале, а так же применение ультразвука, что может приводить к разрушению углеродных волокон.

Из уровня техники известен способ армирования нетканого материала, бумаги, картона и устройство для его осуществления, в котором в качестве армирующего материала используют ровницу, нити, ткани разреженных структур [Патент РФ 2087609 C1, D21F 1/00; D21H 27/34. Способ армирования нетканого материала, бумаги, картона и устройство для его осуществления. 20.08.1998].

Недостатком данного способа является то, что количество и взаимное расположение вводимой формирующей ровницы, нитей произвольное, а также сложность и многостадийность технологии.

Наиболее близким к заявленному является способ получения углеродного нетканого материала, при котором армирование наружных слоев нетканых материалов из штапелированных волокон осуществляют непрерывными вискозными нитями, расположенными параллельно друг другу вдоль наружных слоев [Патент РФ 2213820 C1, D04H 1/42, D04H 5/08. Способ получения углеродного нетканого материала. 10.10.2003]. Формирование каркасного слоя и армирование нетканого материала происходит одновременно, для этого наружные слои нетканого материала и нити каркасного слоя, намотанные на бобины, одновременно подают на агрегат ИМ-1800М-А с одинаковой скоростью, при этом нити каркасного слоя, проходя через нитепроводящее устройство - гребенку, укладываются параллельно друг другу (с плотностью от 50 до 100 на 1 м ширины) вдоль наружных слоев. Соотношение поверхностных плотностей нетканых наружных слоев и внутреннего каркасного слоя составляет (15,5-7,0):(1-4):(15,5-47,0). На агрегате ИМ-1800М-А происходит скрепление всех слоев путем иглопрокалывания. Число проколов может варьироваться 60-250 на 1 см2 (60·104-250·104 на 1 м2).

Таким образом, общее число проколов в нетканом материале, получаемом по заявляемому способу, составляет от 120-500 на 1 см2 (120·104-500·104 на 1 м2). В дальнейшем получаемый нетканый материал подвергают карбонизации в печи карбонизации в среде инертного газа (азота) с постепенным подъемом температуры до 600-700°C. Получаемые карбонизованные материалы применяют также как полупродукт для получения графитированных материалов. После карбонизации нетканый материал подвергают графитации в печи графитации при температуре 1500-2500°C. Получаемый по данной технологии материал может быть использован в качестве теплоизоляционных, электропроводящих и фильтрующих материалов.

Недостатком данного способа является однонаправленное армирование наружных слоев, что приводит к неравномерности прочностных характеристик в поперечном направлении, а также использование нитепроводников (гребенки) для подачи армирующих нитей.

Кроме того, как видно из результатов, приведенных в прототипе, прочность графитированных нетканых материалов варьируется от 150 до 332 Н/5 см, воздухопроницаемость - 43-87 дм32×с, а электросопротивление составляет 1-2 Ом.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно улучшение технологичности процесса за счет исключения стадии дополнительной ориентации каркасного слоя за счет армирования наружных слоев нетканых материалов из штапелированных волокон разреженной тканью, образованной полотняным переплетением вискозных нитей, при одновременном увеличении прочности по всему объему получаемых графитированных нетканых материалов за счет введения разреженной ткани, снижении электросопротивления и сохранении воздухопроницаемости путем формирования каналов сложной изогнутой формы, которые в совокупности со сквозными каналами образуют пористую структуру, с возможностью регулирования воздухопроницаемости и более стабильный подвод газов в зону реакции при работе газодиффузионных электродов электрохимических источников тока.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения углеродного нетканого материала, включающем формирование трехслойного нетканого материала из вискозного сырья, состоящего из двух иглопробивных наружных слоев и внутреннего каркасного слоя, с последующим иглопрокалыванием, а затем карбонизацией полученного нетканого материала в среде азота при постепенном повышении температуры до 600-700°C и дальнейшей графитацией при температуре 1500-2500°C, формирование трехслойного нетканого материала осуществляют путем смещения относительно друг друга на 1,5-2 мм двух наружных иглопробивных слоев с различным числом проколов в соотношении 1:2 с поверхностной плотностью одного слоя 72-150 г2/м и числом проколов 6-18 на 1 см2 и поверхностной плотностью 45-120 г2/м и числом проколов 12-36 на 1 см2 для другого слоя, полученных из вискозных штапелированных волокон с длиной не менее 51 мм, и каркасный слой с поверхностной плотностью 50-120 г/м2, состоящий из разреженной ткани, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, иглопрокалывают с получением нетканого вискозного материала объемной плотностью 71-112 кг/м3.

Существенным отличием заявляемого способа является то, что заявленную совокупность технологических приемов по получению углеродных нетканых материалов с формированием трехслойного нетканого материала осуществляют путем смещения двух наружных иглопробивных слоев относительно друг друга на 1,5-2 мм с поверхностной плотностью одного слоя 72-150 г/м2 и числом проколов 6-18 на 1 см2 и поверхностной плотностью 45-120 г/м2 и числом проколов 12-36 на 1 см2 для другого слоя, полученных из вискозных штапелированных волокон с длиной не менее 51 мм, и внутренний каркасный слой с поверхностной плотностью 50-120 г/м2, состоящий из разреженной ткани, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, иглопрокалывают с получением нетканого вискозного материала объемной плотностью 71-112 кг/м3, непосредственно после получения нетканого материала осуществляют карбонизацию при постепенном повышении температуры до 600-700°C и дальнейшую графитацию при температуре 1500-2500°C, что обеспечивает формирование каналов сложной изогнутой формы, которые в совокупности со сквозными каналами образуют пористую структуру с возможностью регулирования воздухопроницаемости и более стабильный подвод газов в зону реакции при работе газодиффузионных электродов электрохимических источников тока.

Заявляемый способ получения нетканого углеродного материала осуществляют путем получения армированного нетканого материала, его карбонизацией, последующей графитацией. Для получения армированного нетканого материала предварительно нарабатывают наружные слои и каркасный слой.

В качестве наружных слоев используют волокнистые холсты из вискозных штапелированных волокон со следующим метрическим составом, определенным экспериментально:

длиной 51-73 мм - 24%

длиной 74-95 мм не менее 46%;

длиной 96-120 мм - не менее 30%.

Массу штапелированных вискозных волокон известными способами предварительно разрыхляют и подают на чесальную машину, где из прочеса формируют холст. При этом волокна длиной 51-95 мм обеспечивают равномерность объемной плотности за счет равномерного распределения в прочесе. Волокна длиной 96-120 мм, пронизывая всю массу получаемого прочеса и в дальнейшем нетканого материала, позволяют уже на стадии получения прочеса объединить все волокна каждого слоя в единую массу холста. Характеристики наружных исходных слоев после иглопрокалывания приведены в таблице 1.

Один волокнистый холст подвергают одностороннему иглопрокалыванию (иглы расположены в шахматном порядке вертикально относительно холста, глубина прокалывания 3-4 мм) с образованием первого слоя материала. Число проколов первого слоя составляет от 6 до 18 на 1 см2, при этом объемная плотность получаемого нетканого слоя составляет 18-32 кг/м3. Одновременно готовят другой слой заявляемого нетканого материала. Для этого другой волокнистый холст подвергают одностороннему иглопрокалыванию (иглы расположены в шахматном порядке вертикально относительно холста, глубина прокалывания 3-4 мм) с образованием другого слоя материала. Число проколов другого слоя составляет от 12 до 36 на 1 см2, при этом объемная плотность получаемого нетканого слоя составляет 20-38 кг/м3. Соотношение числа проколов наружных слоев материала равно 1:2.

В качестве каркасного слоя используют разреженную ткань, образованную полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм. Используемая разреженная ткань, образованная полотняным переплетением вискозных нитей, способная выдерживать разрывные нагрузки 60-150 сН/текс, выполняет, с одной стороны, роль транспортера, позволяющего протягивать без потери сплошности нетканые материалы через все технологические стадии, начиная с получения армированных нетканых материалов, до стадии получения готового углеродного продукта. С другой стороны, разреженная ткань является таким конструкционным элементом нетканого материала, который обеспечивает при иглопрокалывании прочное зацепление фракций длинных штапелированных волокон наружных слоев с каркасным слоем, благодаря чему получаемые армированные нетканые материалы обладают достаточной прочностью для получения углеродных нетканых материалов. Характеристики исходного каркасного слоя приведены в табл.2.

В заявляемом способе получения углеродных нетканых материалов применяют армирование нетканого материала разреженной тканью, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, который является как упрочняющим элементом, так и элементом, объединяющим наружные слои, состоящие из штапелированных волокон, а также электропроводящим элементом, иглопрокалывание. Одновременно каркасный слой выполняет функцию транспортера при проведении нетканого материала через все технологические стадии получения углеродных нетканых материалов.

Одним из преимуществ заявляемого способа получения нетканого материала является то, что формирование нетканого материала и армирование каркасным слоем происходит одновременно, для этого наружные слои нетканого материала и каркасный слой, намотанные на бобины, подают со смещением 1,5-2 мм на иглопробивной агрегат с одинаковой скоростью. На иглопробивном агрегате происходит скрепление всех слоев путем иглопрокалывания (иглы расположены в шахматном порядке вертикально относительно холста, глубина прокалывания 3-4 мм).

Примеры армированных нетканых материалов, поступающих в дальнейшем на карбонизацию, приведены в табл. 3. Непосредственно после получения по заявляемому способу нетканый материал с воздухопроницаемостью 54-280 дм32·с, прочностью 320-1440 Н/5 см, поверхностной плотностью 148-312 г/м2, объемной плотностью 71-112 кг/м3 подвергают карбонизации в печи карбонизации, например в печи СПЗ-13, в среде инертного газа (азота) с постепенным подъемом температуры до 600-700°C в течение 25-35 мин, аналогично прототипу. За счет созданной на стадии формирования нетканого материала структуры при карбонизации получают объемный упругий материал. Равномерность объемной плотности материалу придают волокна длиной 51-95 мм. Волокна длиной 96-120 мм, пронизывая все слои нетканого материала, обеспечивают сплошность по объему и позволяют удерживать волокна длиной 51-73 мм в массе холста, а каркасный слой по-прежнему выполняет функцию транспортера и основных упрочняющих элементов, обеспечивая высокие физико-механические характеристики материала.

В табл. 4 приведены примеры получаемых карбонизованных материалов и их свойства, позволяющие оценить влияние сочетания каркасного и наружных слоев нетканого материала на характеристики карбонизованного материала, такие как поверхностная и объемная плотности, прочность, воздухопроницаемость, толщина. После карбонизации нетканый материал подвергают графитации в печи графитации, например в печи ПНВ, при температуре 1500-2500°C в течение 10-20 мин. При графитации увеличивается объемная плотность нетканого материала, что ведет к увеличению электропроводности, а каркасный слой из разреженной ткани обеспечивает электропроводность не только в одном направлении, а во всех направлениях плоскости материала. А сложная система каналов, образующаяся при смещении наружных слоев относительно друг друга на 1,5-2, мм обеспечивает применение графитированных материалов в качестве материалов для изготовления электропроводящих материалов, в том числе газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, получаемых по известной технологии. Свойства получаемых графитированных материалов описаны в табл. 4.

Все испытания проводились:

- Определение прочности по ГОСТ 15902.3-79.

- Определение усадки поверхностной плотности и линейных размеров по ГОСТ 29104.1 -91.

- Определение электросопротивления по ГОСТ 11529 - 86.4.2.

- Определение воздухопроницаемости по ГОСТ 12088-77.

Пример 1. Для получения армированного углеродного нетканого материала предварительно нарабатывают наружные слои и каркасный слой. В качестве наружных слоев используют волокнистые холсты из вискозных штапелированных волокон вида «а» (см. таблицу 1). В качестве каркасного слоя используют разреженную ткань вида «д» (см. таблицу 2), образованную полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13 текс, размером ячейки 2×2 мм, прочностью ткани 60 сН/текс, поверхностной плотностью 50 г/м2 и объемной плотностью 5 кг/м2. Формирование нетканого материала и армирование каркасным слоем происходит одновременно, для этого наружные слои нетканого материала и каркасный слой, намотанные на бобины, подают со смещением 1,5-2 мм на иглопробивной агрегат с одинаковой скоростью. На иглопробивном агрегате происходит скрепление всех слоев путем иглопрокалывания (иглы расположены в шахматном порядке вертикально относительно холста, глубина прокалывания 3-4 мм). В дальнейшем нетканый материал с воздухопроницаемостью 100 дм32×с, прочностью 320 Н/5 см, поверхностной плотностью 148 г/м2, объемной плотностью 90 кг/м3 (см. таблицу 3) подвергают карбонизации в печи карбонизации в среде инертного газа (азота) с постепенным подъемом температуры до 650°C в течение 30 мин. После карбонизации получают нетканый материал с поверхностной плотностью 74 г/м2, объемной плотностью 114,2 кг/м3, прочностью 115,2 Н/5 см, воздухопроницаемостью 90 дм32×с и толщиной 0,6 мм (см. таблицу 4), после этого нетканый материал подвергают графитации в печи графитации при температуре 2000°C в течение 14 минут и получают нетканый графитированный материал с поверхностной плотностью 67 г/м2, объемной плотностью 116 кг/м3, прочностью 230 Н/5 см, воздухопроницаемостью 60 дм32×с, толщиной 0,583 мм и электросопротивлением 0,6 Ом.

В результате получают материал для изготовления газодиффузионных электродов для электрохимических источников тока в виде нетканого углеродного материала с системой каналов различной конфигурации, что повышает коэффициент полезного действия за счет стабилизации электрического тока.

Остальные материалы (примеры 2-41) были получены по вышеизложенной технологии, изменения связаны с видами наружных и каркасного слоя, смещением наружных слоев относительно друг друга и с изменениями температуры термообработки.

Таким образом, при получении углеродного нетканого материала, включающем формирование трехслойного нетканого материала из вискозного сырья, состоящего из двух иглопробивных наружных слоев и внутреннего каркасного слоя из разряженной вискозной ткани, с последующим иглопрокалыванием, а затем карбонизацией полученного нетканого материала в среде азота при постепенном повышении температуры до 600-700°C и дальнейшей графитации при температуре 1500-2500°C, был достигнут технический результат, указанный выше.

Способ получения углеродного нетканого материала, включающий формирование трехслойного нетканого материала из вискозного сырья, состоящего из двух иглопробивных наружных слоев и внутреннего каркасного слоя, с последующим иглопрокалыванием, а затем карбонизацией полученного нетканого материала в среде азота при постепенном повышении температуры до 600-700°С и дальнейшей графитацией при температуре 1500-2500°С, отличающийся тем, что формирование трехслойного нетканого материала осуществляют путем смещения относительно друг друга на 1,5-2 мм двух наружных иглопробивных слоев с различным числом проколов в соотношении 1:2 с поверхностной плотностью одного слоя 72-150 г/м2 и числом проколов 6-18 на 1 см2 и поверхностной плотностью 45-120 г/м2 и числом проколов 12-36 на 1 см2 для другого слоя, полученных из вискозных штапелированных волокон с длиной не менее 51 мм, и каркасный слой с поверхностной плотностью 50-120 г/м2, состоящий из разреженной ткани, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, иглопрокалывают с получением нетканого вискозного материала объемной плотностью 71-112 кг/м3.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к области углеродных нетканых материалов, в том числе для использования в качестве материала для изготовления газодиффузионных катодов для химических источников тока.
Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается низкозаряженного волокна и способа его производства. Волокно имеет среднюю поверхностную пористость менее 3%.

Настоящее изобретение относится к объемному нетканому материалу, пригодному для использования в качестве материала для чистки (уборки) и к способу его изготовления.

Нетканое полотно изготовлено способом аэродинамической укладки. В нетканом полотне множество мелких волокнистых фрагментов, имеющих более глубокий цвет, чем цвет основной текстуры нетканого полотна, распределено и расположено в рассеянном состоянии по всей площади нетканого полотна.

Группа изобретений относится к пористой мембране, сепаратору для электрохимического устройства, содержащему вышеуказанную пористую мембрану, электрохимическому устройству, содержащему вышеуказанный сепаратор и способу получения пористой мембраны.

Описана дублирующая прокладка, которая применима, в частности, в качестве прокладки для фронтального дублирования в текстильной промышленности, с несущим слоем на основе слабосвязанного и структурированного гидроструйным способом прочеса или нетканого материала.
Группа изобретений относится к текстильной промышленности и могут быть использованы при производстве гигроскопической ваты, в том числе ваты медицинской, а также разнообразных санитарно-гигиенических и прочих изделий из нее.

Группа изобретений относится к текстильной промышленности и может быть использована при производстве гигроскопической ваты, в том числе медицинской, а также разнообразных изделий из нее.

Изобретение относится к способу и устройству для улучшения способности выдерживать прогон холста из непрерывного минерального волокна. .

Предлагаемое изобретение относится к области получения углеродных нетканых материалов, в том числе для использования в качестве материала для изготовления газодиффузионных катодов для химических источников тока. Техническим результатом изобретения является улучшение технологичности процесса за счет исключения стадии дополнительной ориентации каркасного слоя за счет армирования наружных слоев нетканых материалов из штапелированных волокон разреженной тканью, образованной полотняным переплетением полиоксадиазольных нитей, при одновременном увеличении прочности по всему объему получаемых графитированных нетканых материалов за счет введения разреженной ткани, снижении электросопротивления и сохранении воздухопроницаемости путем формирования каналов сложной изогнутой формы, которые в совокупности со сквозными каналами образуют пористую структуру с возможностью регулирования воздухопроницаемости, и регулирование подачи газов в зону реакции за счет микропроскальзывания слоев относительно друг друга при работе газодиффузионных катодов химических источников тока. Способ получения углеродного нетканого материала, включающий формирование трехслойного нетканого материала, состоящего из двух иглопробивных наружных слоев и внутреннего каркасного слоя, с последующим иглопрокалыванием, а затем карбонизацией полученного нетканого материала в среде азота при постепенном повышении температуры до 600-700°C и дальнейшей графитацией при температуре 1500-2500°C, формирование трехслойного нетканого материала осуществляют путем смещения относительно друг друга на 1,5-2 мм двух наружных иглопробивных слоев с различным числом проколов в соотношении 1:2 с поверхностной плотностью одного слоя 72-150 г/м2 и числом проколов 6-18 на 1 см2 и поверхностной плотностью 45-120 г/м2 и числом проколов 12-36 на 1 см2 для другого слоя, полученных из вискозных штапелированных волокон с длиной не менее 51 мм, и каркасный слой с поверхностной плотностью 80-150 г/м2, состоящий из разреженной ткани, образованной полотняным переплетением полиоксадиазольных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 24-39 Текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, иглопрокалывают с получением нетканого материала объемной плотностью 71-108 кг/м3. 4 табл.

Изобретение относится к области углеродных нетканых материалов, в том числе для использования в качестве материала для изготовления газодиффузионных электродов электрохимических источников тока. Техническим результатом изобретения является повышение прочности по всему объему материала за счет армирования наружных слоев нетканых материалов из штапелированных волокон разреженной тканью, образованной полотняным переплетением вискозных нитей, при одновременном снижении электросопротивления получаемых графитированных нетканых материалов и сохранении воздухопроницаемости путем формирования каналов сложной изогнутой формы, которые в совокупности со сквозными каналами образуют пористую структуру с возможностью регулирования воздухопроницаемости и более стабильный подвод газов в зону реакции при работе газодиффузионных электродов электрохимических источников тока. Предложен нетканый материал, состоящий из двух нетканых наружных слоев и внутреннего каркасного слоя, включающих однородные вискозные волокна, причем слои соединены между собой иглопрокалыванием, внутренний каркасный слой выполнен из разреженной ткани с поверхностной плотностью 40-96 г/м2, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью нитей 13-52 Текс с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, и уложен между неткаными наружными слоями из вискозных волокон с длиной штапелирования не менее 51 мм с поверхностной плотностью одного слоя 58-120 г/м2 и числом проколов 18-30 на 1 см2 и поверхностной плотностью 36-96 г/м2 и числом проколов 24-48 на 1 см2 для другого слоя, смещенными относительно друг друга на 1,5-2 мм. 3 табл., 4 ил.

Настоящее изобретение направлено на подвергнутое струйному скреплению слоистое полотно, способ и аппарат для его формирования, а также конечные применения для подвергнутого струйному скреплению слоистого полотна. Слоистое полотно содержит опорный слой и нетканое полотно с выступами, имеющее множество выступов, которые предпочтительно являются полыми. В результате процесса струйного скрепления скрепляющую текучую среду направляют через опорный слой и внутрь полотна с выступами, которое расположено на формирующей поверхности. Сила воздействия скрепляющей текучей среды приводит к соединению двух слоев друг с другом и текучая среда приводит к вдавливанию части волокон в полотне с выступами в отверстия, находящиеся на формирующей поверхности, формируя полые выступы. Полученное в результате слоистое изделие имеет многочисленные применения, включая без ограничения материалы для влажных и сухих салфеток, а также включение в различные части впитывающих изделий личной гигиены и использование в упаковке, где контроль текучей среды является проблемой. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл., 18 ил.

Композитный лист (1) по настоящему изобретению представляет собой лист, в котором подобной нетканой материи агрегат (12) волокон интегрируют в одну или обе стороны ячеистого листа или термоскрепленной нетканой материи, которая служит в качестве каркасного материала (11), в состоянии, в котором волокна (13), образующие агрегат волокон, сплетены друг с другом и также с каркасным материалом (11). Композитному листу (1) по настоящему изобретению придают трехмерную неровную геометрическую форму с тем, чтобы иметь множество выступов (2) и углублений (3), и волокна (13), образующие агрегат (12) волокон, поднимают с поверхностей выступов (2) и углублений (3). Композитный лист (1) по настоящему изобретению имеет отношение числа составных волокон, которые поднимают с поверхностей углублений и имеют высоту 1 мм или больше, к числу составных волокон, которые поднимают с поверхностей углублений и имеют высоту 0,1 мм или больше, 25% или больше. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 табл., 22 ил.

Способ получения непрерывного тонкого полотна из волокон, содержащих длинные натуральные волокна, соответствующие установка и полотно. Способ включает следующие этапы: параллельная подача множества отдельных лент (32) волокон, причем по меньшей мере одна лента (32) содержит длинные натуральные волокна; распределение соседних лент (32) по полю игл (60), чтобы образовать полосу (62) параллельных волокон; приложение нагрузки и вытяжка полосы (62) в поле игл (60) параллельно оси движения (B-B’); связывание волокон вытянутой полосы (62), чтобы образовать тонкое полотно (60). 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к технологии получения полимерных волокон и касается волокна из возобновляемых сложных полиэфиров, имеющих низкую плотность. Волокна получают из термопластической композиции, которая содержит жесткий возобновляемый сложный полиэфир, имеет пористую структуру и низкую плотность. Для получения такой структуры возобновляемый сложный полиэфир смешивают с полимерной добавкой, повышающей ударную прочность, таким образом, что добавка может быть диспергирована в виде дискретных физических доменов в непрерывной матрице возобновляемого сложного полиэфира. Затем формуют волокна, которые подвергают растяжению или вытягиванию при температуре, лежащей ниже температуры стеклования сложного полиэфира, т.е. подвергают холодной вытяжке. Сила деформации и напряжение при удлинении в процессе вытягивания приводит к нарушению адгезии в матрице возобновляемого сложного полиэфира в областях, расположенных вблизи дискретных доменов. В результате чего образуется сетчатая структура из пор, расположенных вблизи дискретных доменов, которые из-за своего близкого взаимного расположения могут образовывать мостики между границами пор, действуя как внутренние структурные “шарниры”, способствующие стабилизации сетчатой структуры и повышающие ее способность рассеивать энергию. Изобретение обеспечивает получение волокон из возобновляемого сложного полиэфира, имеющих низкую плотность и хорошие механические свойства. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 табл., 11 пр.

Изобретение относится к производству изделий из высокотемпературных композиционных материалов и может быть применено в авиационной, ракетно-космической и железнодорожной промышленности, в двигателестроении и энергетическом машиностроении. Для изготовления пористого каркаса-основы штапельный полимерный материал с высоким коксовым остатком в виде нетканых холстов подвергают иглопробиванию с целью его разволокнения. Наносят на разволокненные холсты связующее, а затем производят их прессование при температуре 120-200°С и давлении 3-5 МПа в течение 10-12 ч и остужают перед карбонизацией до комнатной температуры. Карбонизацию проводят путем обжига при температуре 1000°С в течение 1-2 ч с одновременным прессованием давлением 0,1-0,15 МПа. Используют связующее, плавящееся при температуре прессования, затвердевающее при комнатной температуре и полностью разлагающееся при карбонизации. Обеспечивается повышение качества каркаса-основы композиционного материала за счет придания ему поверхностной шероховатости не выше металлической. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к нетканому материалу, содержащему по меньшей мере один полимер, включающий сложный полиэфир, и по меньшей мере один наполнитель, включающий карбонат кальция. Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу получения такого нетканого материала, а также к использованию карбоната кальция в качестве наполнителя в нетканом материале, содержащем по меньшей мере один полимер, включающий сложный полиэфир. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к композиционному материалу и может применяться в качестве армирующего материала для эпоксидных смол. Изобретение содержит, по меньшей мере, одну термореактивную смолу, а также фиксированную и/или стабилизированную волокнистую структуру. Средство фиксации и стабилизации представляет собой статистический сложноэфирный сополимер, который образован из двухосновных кислот, а именно терефталевой кислоты и, возможно, изофталевой кислоты, и бутандиола, диэтиленгликоля и триэтиленгликоля. Способ изготовления композиционного материала заключается в нанесении средства фиксации и стабилизации на волокнистый материал. Изобретение позволяет повысить прочность композиционного материала и уменьшить площадь расслоения. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 табл., 19 пр.

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается волокна из модифицированной полимолочной кислоты. Многокомпонентное волокно включает внутренний компонент, окруженный отчетливо выраженным оболочечным компонентом. Внутренний компонент образован полимолочной кислотой, а оболочечный компонент образован полимерной добавкой, повышающей ударную прочность. Конфигурация волокна, включающая внутреннюю часть/оболочку придает получаемому волокну множество различных полезных свойств. Введение полимерной добавки, повышающей ударную прочность, повышает способность волокна поглощать энергию напряжений, возникающих в процессе вытягивания волокна, что повышает общую жесткость и прочность волокон. Кроме того, присутствие в оболочечном компоненте добавки, повышающей ударную прочность, повышает степень связывания с другими волокнами, например, при образовании нетканого полотна. Другой полезный эффект изобретения состоит в том, что конфигурация внутренняя часть/оболочка может быть получена из термопластической композиции, в которой полимолочная кислота и полимерная добавка, повышающая ударную прочность, смешаны друг с другом. Изобретение обеспечивает получение волокон из полимолочной кислоты, обладающих хорошими параметрами удлинения и высокой прочностью. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил., 10 табл., 55 пр.

Предлагаемое изобретение относится к области получения углеродных нетканых материалов, в том числе для использования в качестве материала для изготовления газодиффузионных электродов электрохимических источников тока. Техническим результатом изобретения является улучшение технологичности процесса за счет исключения стадии дополнительной ориентации каркасного слоя за счет армирования наружных слоев нетканых материалов из штапелированных волокон разреженной тканью, образованной полотняным переплетением вискозных нитей, при одновременном увеличении прочности по всему объему получаемых графитированных нетканых материалов за счет введения разреженной ткани, снижении электросопротивления и сохранении воздухопроницаемости путем формирования каналов сложной изогнутой формы, которые в совокупности со сквозными каналами образуют пористую структуру с возможностью регулирования воздухопроницаемости и более стабильный подвод газов в зону реакции при работе газодиффузионных электродов электрохимических источников тока. Способ получения углеродного нетканого материала, включающий формирование трехслойного нетканого материала из вискозного сырья, состоящего из двух иглопробивных наружных слоев и внутреннего каркасного слоя, с последующим иглопрокалыванием, а затем карбонизацией полученного нетканого материала в среде азота при постепенном повышении температуры до 600-700°C и дальнейшей графитацией при температуре 1500-2500°C, причем формирование трехслойного нетканого материала осуществляют путем смещения относительно друг друга на 1,5-2 мм двух наружных иглопробивных слоев с различным числом проколов в соотношении 1:2 с поверхностной плотностью одного слоя 72-150 гм2 и числом проколов 6-18 на 1 см2 и поверхностной плотностью 45-120 гм2 и числом проколов 12-36 на 1 см2 для другого слоя, полученных из вискозных штапелированных волокон с длиной не менее 51 мм, и каркасный слой с поверхностной плотностью 50-120 гм2, состоящий из разреженной ткани, образованной полотняным переплетением вискозных нитей под углом в 90 градусов с линейной плотностью 13-52 текс, с размером ячейки от 1×1 до 4×4 мм, иглопрокалывают с получением нетканого вискозного материала объемной плотностью 71-112 кгм3. 4 табл.

Наверх