Нетканый материал

САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПАТЕНТУ М Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Грачева Алла Александровна(57) Сущность изобретения: нетканый материалвыполнен в виде волокнистого холста из известныхи неизвестных синтетических волокон, скрепленныхсвязующим в виде водной дисперсии синтетичеси 9) Ю (и) 2001175 С 1(51) Р Н 1 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.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 от общей массы волокон, 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.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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,З). 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 объем 2001175ной 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 будет2подвержен пиллингу, а при числе клеевых точек больше 100 на 1 см он становится2очень 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, СКН/1 ГП ТУ 38.103468- 80) 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 ще 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 структуруТолько 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.б - 7, Приложения 1. Число клеевых точек равно 50 - 100 нд 1 смНетканый 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 местах2001175 пересечения волокон материалов, покрытых полимерной пленкой (см. фиг.б - 7 Приложения 1), Число клеевых точек равно50-100 на 1 см .(56) Авторское свидетельство СССР М 503536,кл.О 04 Н 1/10, 1978.20Нетканый материал,Нетканый материал,полученный мето Предлагаемый материалпропитанный водной дисперсией бу- дом распыления тадиенстирольного связующего 4-6 б 160:.=.гс 1 м квг 130 -15 азрывна агр олоск 0 мм, кгс в продольном направлении-в поперечном направлении Жесткость сН( гс)4,0 2,5 5,0 о,О 4,0 хопронициаеь дмм секз озду 00 Паропроницаемость мг м час 2 Пиллинг пиллей/см г5+ 3,0 адка Использование стандартного оборудования для производства нетканого материалаозволит 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 гоговят диспергированную и стабилизированную дисперсию синтетического каучука в емкости 3 и подают ее двумя потоками на д;1, -. гропитки 4,. .,и рг, рованную и стабилиэирован, ю;сперсию синтетического каучука вспенивают путем барботажа сжатого возуха, На валах узла 4 происходит пропитка дисперсией и отжим уже полученного материала. После этого материал поступает втермокамеру 5, в которой происходит желатинизация полимерного связующего при5 температуре 90-120 С. Узел 6 - намотка ужеготового нетканого материала, используемого в качестве утеплителя,Характеристики материалов приведеныв таблице 1,10 Линия для производства предлагаемогонетканого материала может быть частичносоставлена из производимого в странестандартного оборудования.Технологические параметры процесса15 получения нетканого материал не требуютсложной аппаратуры.Формула изобретения неткАный мдтьридл, 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 потенциэлагчи в соотношени 11 до 19 мэс ч., э а качестве свяэю,.; о используют стагилизированную водную дисперсию синтетического каучука с размером неагреирующихся частиц 0,15 - 1,0 мм для точечного скрепления в местах пересечения волокон, при эом число клеевых точек составляет от 50 до 100 нз 1 см,г2001175 Фиг. 7 Заказ 3115 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, 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