Способ получения слоистого материала

) Я 3 (11) 1824900 ( 6 С 09 Л 5/О Российской Федерации м и товарным знакам митет патен(1 г) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2) 19,03,(57) Использование: при с лей, содержащих синтетиче Сущность изобретения: дет синтетический материал,оединении дета ский материал твенное объединение склеиваемым поверхностям, емые участки облучают ла нием с длиной волны мощностью 0,1-1,0 кВт д синтетического материала 0,098-1,079 МПа, а давлени сле охлаждения облучаемы до 162-262 С. 1 табл. идетельство СССР Х 3/60, 1977. Авторское М 531838, кл. В 29 С ое свидетельство СССР ,1 5/02, 1986.ЧЕНИЯ СЛОИСТОГО авторскому свидетельству(54) СПОСОБ ПОЛМАТЕРИАЛА али, содержащие соединяют по затем склеивазерным излуче 0,2-16 мкм и о расплавленияпри давлении е снимают по- О й поверхностиИзобретение относится к способам сведения тканей, содержащих синтетический материал.Целью изобретения является повышение скорости и упрощение процесса склеивания.Это достигается тем, что в способе получения слоистого материала склеиванием двух поверхностей при помощи облучения поверхности, содержащей синтетический материал, и прессования, облучение осуществляют лазерным излучением с длиной волны 0,2 - 16 мкм и мощности 0,1-1 кВт по месту соединительного шва по синтетическому волокну его расплавления при давлении 0,098-1,070 МПа, производят склеивание поверхностей заплавлением расплавленного синтетического волокна в материал другой поверхности, а давление снимают после охлаждения зоны обработки до 162-262 С. Облучение осуществляют импульсным излучением с длительностью импульса 0,5-1,5 с и частотой 20-10 имп/мин.Механизм предложенного способа получения слоистого материала заключается в следующем. При облучении по месту шва по синтетическому волокну лазерным излучением мощностью, достаточной для расплавления синтетического волокна, оно плавится. При этом волокна ткани, например, хлопчатобумажной, в смеси с которыми находятся синтетические волокна, остаются в том же физическом состоянии.Расплавленное синтетическое волокно под действием силы тяжести, а также за счет высокой текучести, просачивается в промежутки между волокнами другой склеиваемой детали (ткани) или впитывается или, если волокна другой склеиваемой детали, например, хлопчатобумажные. Надежность контактирования склеиваемых поверхностей деталей обеспечивается их прессованием в процессе склеивания. При просачивании расплавленного синтетического волокна в промежутки между волокнами другой склеиваемой детали (ткани) или при впитывании или расплавленного синтетического материала происходит охлаждение и затвердевание последних, обеспечивая тем самым высокую прочность склеивания получаемого слоистого материала за счет связывания "намертво" склеиваемых поверхностей затвердевшими синтетическими волокнами.Таким образом повышение скорости и упрощение процесса склеивания при получении слоистого материала достигается новым механизмом протекания процесса склеивания слоистого материала (проявлением новых свойств) . Заявляемый способ получения слоистого материала осуществляется следующим образом. Предварительно раскроенные детали, например, верха куртки типа рукавов, полочки, спинки, содержащие синтетический материал, например, поликапроамид, накладывают на соответствующие детали утепляющей прокладки. Затем поли кап роамид облучают по месту соединительного шва лазерным излучением с длиной волны 0,2-16 мкм и мощностью 0,1-1,0 кВт с помощью, например, лазера газового непрерывного по ГОСТ 23202-78 типа ЛГпри давлении 0,098-1,079 МПа на склеивание детали до расплавления синтетического волокна в течение 0,5-1,5 с.Давление на склеиваемые детали накладываются одновременно с началом облучения излучением с помощью наложения двух прижимов с совпадающими с местом соединительного шва прорезями в одном из них. Поперечный размер прорезей в прижиме соответствует размеру соединительного шва в склеиваемых деталях. Затем производят заплавление расплавленного синтетического волокна, например, поликапроамида, в материал другой склеиваемой поверхности в результате просачивания расплавленного волокна между волокнами другой склеиваемой детали в результате хорошей текучести под действием силы тяжести или капиллярного эффекта.При естественном охлаждении на воздухе в результате контактирования с более холодными волокнами другой склеиваемой детали расплавленное синтетическое волокно охлаждается до 162-262 С и затвердевает, обеспечивая тем самым высокую прочность склеивания получаемого слоистого материала за счет связывания "намертво" склеиваемых поверхностей затвердевшим в волокнах другой детали синтетическим волокном.Время естественного охлаждения составляет 1-2 мин и может быть ускорено искусственным обдувом в случае хорошей взаимной смачиваемости склеиваемых материалов.После охлаждения зоны обработки до 162-262 С снимают давление, освобождая склеенный слоистый материал от прижимов.Таким образом, осуществляют склеивание поверхностей деталей по месту соединительного шва.Для более экономного расходования энергии осуществляют облучение по месту соединительного шва, например поликапроамид, импульсным лазерным излучением с длительностью импульса 0,5-1,5 с и частотой20-120 имп/мин с длиной волны 0,2-16 мкм и мощностью 0,1-1,0 кВт с помощью, например, лазера газового импульсного по ГОСТ 23202-78 при давлении 0,098-1,079 МПа на склеиваемые детали. Применение импульсного лазерного излучения позволяет, кроме экономии электроэнергии, осуществлять склеивание детали не по всей протяженности соединительного шва, а через определенные промежутки, как бы стежками, частота которых определяется частотой импульсов и скоростью облучения поверхности детали. Облучение поверхности лазерным излучением осуществляют либо перемещением лазерного луча по соединительному шву, либо перемещением склеиваемых деталей, например по принципу швейной машины, Длительность импульса 0,5 - 1,5 с обеспечивает время расплавления синтетического волокна.Далее проделывают операции аналогичные, как и при облучении непрерывным лазерным излучением.В качестве синтетического материала для склеивания деталей могут быть использованы, кроме поликапроамида, являющегося основой для нейлона-б, перлона, дедерона, амилана и силона ГОСТ 18215-87, так же, например, полигексаметиленадипинамид (анид, нейлон-бб, родианайлон), полиэфирное волокно (лавсан, терилен, тергачь, тесеил, полиэтилентерефталат ГОСТ 27504- 87), поликарбонатное волокно, полиформальдегидное волокно, а могут быть использованы также ткани из смешанных волокон, например синтетического и хлопчатобумажного, типа ткань хлопколавсановая костюмнаямеланисевая мерсеризованная, сукно меланжевое с вискозным волокном (ГОСТ 12239- 76).Предложенный способ получения слоистого материала, позволяет повысить качество склеиваемого материала путем повышения скорости процесса склеивания не менее чем на порядок за счет отсутствия предварительной выдержки поверхности под облучением (по прототипу) и проведения облучения лазерным излучением непосредственно перед процессом склеивания, а также значительно упростить процесс склеивания за счет отсутсгвия промежуточного слоя между склеиваемы ми деталями. При этом физико-химические свойства получаемого слоистого материала не искажаются введением в него этого промежуточного слоя, что в конечном счете, повышает качество склеиваемого материала.Данные испытаний представлены в таблице. Как показачи результаты испытаний, скорость процесса склеивания повышается не менее, чем на порядок (примеры 2-6, 9-13, 16-18, 21-24, 27-29, 32-36, 39-41) по сравнению с прототипом (пример 43) за счет отсутствия предварительной выдержки поверхности под облучением.Граничные условия длины волны облучающего лазерного излучения (0,2-16 мкм, примеры 2 - 6) обусловлены тем, что при длине волны короче 0,2 мкм, (пример 1) происходит деструкция склеиваемого материала под действием жесткого излучения в УФ-области спектра. При длине волны длиннее 16 мкм (пример 7) не происходит расплавление синтетического волокна за короткий промежуток времени, что снижает скорость склеивания,Граничные условия мощности лазерного (0,1 - 1,00 кВт, примеры 9 - 13) обусловлены тем, что при помощи лазерного излучения меньше 0,1 кВт (пример 8) не происходит расплавления синтетического волокна за короткий промежуток времени, что увеличивает время процесса склеивания. При мощности лазерного излучения больше 1 кВт (пример 14) происходит испарение синтетического волокна без его расплавления и, как следствие, прожигание материала.Длительность облучения места соединительного шва (0,5-15 с, примеры 16-18, 11,4, 32-36) обусловлена тем, что при длительности облучения меньше 0,5 с (примеры 5,31) не происходит расплавление синтетического волокна. При длительности облучения выше 1,5 с (примеры 19,37) происходит интенсивное испарение синтетического волокна, прожигание материача.Граничные условия прикладываемого давления (0,098-0,179 МПа(1 - 11 кгс/см ), примеры 21-26,4), обусловлены тем, что при давлении ниже 0,098 МПа (пример 20) может происходить расслоение склеиваемого материала, могут ухудшаться условия вплавления расплавленного синтетического материала в другую деталь.При давлении свыше 1,078 МПа (пример 25) происходит деформация склеиваемых деталей, изменение их физико-химических СВОЙСТВ.Граничные условия температуры охлаждения зоны облучения лазерным излучением (162-262 С, примеры 27, 29, 11, 16, 22) обусловлены тем, что при температуре свыше 262 С (пример 26) синтетические волокна находятся в жидком состоянии и, в случае снятия давления, произойдет расслоение склеиваемых деталей. При температуре ниже 162 С (пример 30) значительно увеличива1824900 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ ется время процесса склеивания, например, для материалов из полигексаметиленадипинамида, полиэтилентерефталата и т.д. Граничные условия частоты импульсов лазерного излучения 40 - 120 имп/мин обусловлены частотой и протяжностью получаемых участков соединительных швов, на которых происходит склеивание. При использовании частоты импульса, лазерного излучения выше 120 имп/мин происходит необоснованный расход энергии, так как при этом происходит процесс, соизмеримым с тем, как если бы лазерное излучение ниже 20 имп/мин (пример 38) получаемые участки соединительного шва, на которых происходит склеивание деталей, становятся настолько редкими, что это отрицательно сказывается на прочности соединяемых деталей и качестве их соединения. Таким образом, частота импульсов позволяет регулировать частоту участков соединительного шва, на которых происходит склеивание, а длительность импульса - их протяженность. Оптимальной частотой импульсов лазерного излучения является 70 имп/мин.При использовании заявляемого способа получения слоистого материала в качестве склеивающего материала используется расплавленное синтетическое волокно, образующееся в результате облучения лазерным излучением из самой склеиваемой детали, что позволяет отказываться от использования промежуточного слоя (как в прототипе) и, самым, оставить неизменными физико-химические характеристики получаемого слоистого материала при упрощении всего процесса его получения. Причем целостность облучаемой детали практически не нарушается, так как облучению и последующему расплавлению подвергается только крайне ограниченСпособ получения слоистого материала склеиванием деталей, содержащих синтетический материал путем облучения склеиваемых участков прессования под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости и прочности склеивания и упрощения процесса, облучение осуществляный участок поверхности и только синтетическое волокно на этом участке за счет обеспечения возможности высокоточной фокусировки лазерного излучения, что в свою очередь, повышает качество склеиваемого материала.Использование импульсного лазерного излучения и отсутствие необходимости производить длительное по времени (20 - 30 мин) прессование при высокой температуре, что имеет место в прототипе, позволяет экономить энергию.Предлагаемый способ получения слоистого материала имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: позволяет повысить качество склеиваемого материала за счет сохранения неизменными физико-химических свойств склеиваем ых деталей; позволяя повысить скорость процесса склеивания не менее чем на порядок за счет отсутствия необходимости предварительной обработки промежуточного слоя; позволяет упростить процесс склеивания за счет отсутствия промежуточного слоя; позволяет экономить энергию за счет отсутствия необходимости длительного по времени прессования при высокой температуре и уменьшения времени облучения материала; позволяет склеивать не всю поверхность склеиваемых деталей, а строго определенную, например, по контурному шву; позволяет регулировать частоту и протяженность участков шва, на которых осуществляется склеивание деталей; позволяет использовать для склеивания синтетическое волокно, содержащееся в материале склеиваемых деталей, что при значительном количестве существующих синтетических материалов значительно расширяет возможности реализации заявляемого способа. ют лазерным излучением с длиной волны 0,2 - 16 мкм и мощностью 0,1 - 1,0 кВт до расплавления синтетического материала при давлении 0,098-1,079 МПа, при этом давление снимают после охлаждения облучаемой поверхности до 162-262 С.1824900 10 боннер Длина волнылаз ар ногомзпучеммп,нкм Частота ннпульсов пззермогп нзпучению, кол-еоммупьсоа в1 нии Г Нее ппнО, 566 20 Ь 0,50 Неп верне . О, 15нНвп окрыв .н и 1 6 1,5 1,5н 0,566 20 Ь 0,501 О 2 3 5 6 7 9 10 11 12 13 16 16 11 1 О 19 0,20 063 1,06 10,6 16,0 16, 5 10,6 10,6 10,6 10,610,6 10, 6 1 О, 6 10,6 10,6 10,6 Ноцность патарного нзпученна,кот О,О 0,11 0,50 О, 9 гз 1,00 6 пнт епьмост ьорпученнпнаста соедннитапьногоксва с 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 1.5 1,6нОСлучаеньатнатермамнедпонФомальдагнд ие вок кно Прмкпадыеа.емок даваемые, св 1 а 0,566 0,566 О, 566 О. 566 О, 5 ЕЬ о,566 О,5 ЕЕ О, 566 0,56 Ь 0,566 Ъмервтура зоныоисаеденмк, С ЛпмтепьностьпРОЧВССЕскммааеммн йронсзодит деструкциа недпоие 1,51,3Нет раслпеепен вогсзкна Нет расппаамнме еппокма 1,0 1,2 1,5 10 1,2 Испарение еопткна Нет расппавлвнке юстзкна Испарение аоазана раскмиаамменате рмапа 15йаОрьЧтки т созла1824900 12 Продолжение таблицы Т1 26 1 О б 166 0.560 Расклэиэаммаматериала Неалон-бб 1,0 103 1,5 г 7 10,6 16 10 6 0,50 1,0 ееаасэн 116 0,566 1,5 о 50 Полммэрооиат"НОВ ВОСКепеае 166 0,566 15 0,50 20 10,6 1,0 Э нопао рееаладэгндксза югЛОКНО ЗО 10,6 31 10,6 0,56 Ь е 1,О об 0,50 1фо Родманеалом 0,566 Нет ресллаепенмп волокна 20 г 11111111 1 1 1 11 11 11 1,00 1,ОО 1,00 1,00 1,ОО 1,00 0,5 0,6 1,0 1,б 1,5 1,6 зг , 10,6 33 10,6 36 10,6 35 1 О, 6 36 10,6 З 7 10 6 го го гф 10 20 2011 20 о,566 15 1,0 36 10,6 0,50 дннд дннд днид амид гбф 160 260 260 бф7 о115120 11111111 1,5 11 ф 0,5 О,5 0150 о,50 О50 35 1 ф,б 00 10,6 01 10,6 Ог 106 аз ог 1 Сапрермвньее полиэтилен 1 Ьо 20,75 0,6 7,ф Ьла сравнение скпвнэамне пронзаодмлм сладуовнн обрезом. 6 ланеалн древесНее матврмапи со засосем строгамеае то нод0,5 епс, 0 качестве клелввго матермала мсполъаоеали полиатнланоауа пленку тосааиной 250 ммм, Ур.облучение ппамкм проаодмлмна устаиоее Д 16. Давлениезоне обдуманна рагулировелн еакууеэ 1 ае насосом.уф.облучение проводилисладуасаем реанма:помоста уф-источника 1,1 пот оасстовмма От пленки де источника Уф-свата, 200 м 3 продосанеталаиоста,уф-облучение 10 с;давааеэеэ воздукэзоне уо.облучскмсл 0,7 1 Ое н/мзс ксодолинтальностьеасарнкм облучаннод плвепсм парад прессоааммеи 20 иин.Посла Облучение плмеку поеюйапм маслу дрээеснепе материалом м агеонои и прассоеалм пом сладуванн паоэнэтракс алэланив прассоеамма 0,6 101, таексаратуоа прессоэаинк 16 ойгесе амдермке под ПавлаВеем 35 с; Оо есак п 1 мемаоэк склемаали материал одннвпсой псксвадмО,из,Заказ Подписное ВНИИПИ, Рег. ЛР040720 113834, ГСП, Москва, Раушская наб 4/5