Способ изготовления нетканого материала и устройство для его осуществления

,А,Балов, Н.И.Ерин, В.А.Мусато зобретеня вательский инсти .утматериалов 1) Заявя ыи научно-исследаных текстильны есою не5 Й) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО МАТЕР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ с аИзобретение относится к текстильной промышленности, в частности к про 4 производству нетканых материалов тер" мическим скреплением волокнистых холИзвестен способ изготовления нетканого материала, при котором непрерывно движущийся холст из термопластичного волокнистого материала обрабатывают направленными потоками газа, ко" тсрый нагревают до температуры, превы. шающей температуру размягчения термо" пластичного волокнистого материала, а затем охлаждают 1 .Известно устройство для осуществления известного способа, содержащее узел подачи холста, средство для его термообработки, имеющее камеру для нагревания газа с нагревательным элементом и выпускными щелевыми отверстиями, средство для поддержания и транспортировки холста, расположенное напротив средства для термообр 2ботки, и узел приема готового материала 1 .Недостаток известных способа иустройства для его осуществлениясостоит в том, что в результате прямого воздействия на холст непрерыв"ными струями нагретого газа невозможно осуществить точечное скреплениехолста. Места скрепления в этом случае представляют собой параллельныев непрерывные полосы из оплавленныхволокон, расположенные па всей длинехолста на расстоянии друг от друга,соответствующем расстоянию между соплами, оасположенными по ширине холс та. Полученные известным способомнетканые материалы обладают низкойобъемностью, неравномерной прочностьюструктуры, недостаточным текстильнымграфом что ограничивает области ис 20пользования таких материалов, Приэтом для создания такой структуры требуются значительные затраты тепловойУэнергии, 969797Цель изобретения - улучшение каче"ства нетканого материала.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовлениянетканого материала, при котором непрерывно движущийся холст из термопластичного волокнистого материала .обрабатывают направленными потокамигаза с температурой, превышающей температуру размягчения термопластично Ого волокнистого материала,.а затемхолст охлаждают, при обработке холста направленными потоками газа используют пульсирующие потоки газа,нагрев которого ведут в условиях изохорического процесса.Кроме того, после обработки пульсирующими потоками нагретого газа волокнистый холст подвергают прессованию. 2 ОВ устройстве для осуществленияпредлагаемого способа, содержащемузел подачи холста, средство дляего термообработки, имеющее камерудля нагревания. газа с нагревательным 25элементом и выпускными щелевыми отверстиями, средство для поддержанияи транспортировки холста, расположенное напротив средства для термообра. ботки и узел приема готового матери" 50ала, камера для нагревания газа имеетпривод для сообщения вращательногодвижения, торцовые входные клапаныи неподвижно установленные хомуты,охватывающие наружную поверхностькамеры в месте расположения ее щеле"вых отверстий и имеющие выпускные отверстия, расположенные напротив средства для поддержания и транспортировки холста, при этом нагревательйыйэлемент установлен неподвижно по осикамеры.Кроме того, камера для нагреваниягаза выполнена в виде полого цилиндра,45Выпускные отверстия хомутов представляют собой сопла Лаваля.Сущность предлагаемого способасостоит в том, что волокнистый холст,содержащий термопластичные компонентыобрабатывают путем воздействия пульсирующих струй газа, пульсацию которых создают периодическим выпускомна холст газа, нагреваемого в условиях иэохорического процесса. Волокнис"тый холст после обработки пульсирую 55щими струями нагретого газа можно подвергать прессованию например, в жале,необогреваемых валов. Для осуществления способа средство для термообработки холста включаеткамеру, выполненную в виде пустотелого цилиндра, установленного в опорахс возможностью вращения, по оси которого помещен неподвижно смонтированный нагревательный элемент, причем цилиндр с обоих торцов снабжен входными .клапанами, выполненными, например, ввиде мембранных или тарельчатых клапанов известной конструкции, а на егоповерхности с заданным интервалом расположены выпускные щели, перекрывае-.мые неподвижно установленными по ширине цилиндра охватывающими его поверхность хомутами, каждый из кото рых снабжен выпускным отверстием,расположенным против средства дляподдержания и транспортировки холста вв зоне термообработки. Выпускные отверстия хомутов могут быть выполненыв виде сопел Лаваля,На фиг. 1 показана принципиальнаясхема процесса изготовления нетканогоматериала из.волокнистых холстов спомощью пульсирующих струй нагретогогаза; на фиг. 2 и 3 - устройство длянагревания газа в изохорическом процессе и создания пульсации потока нагретого газа; на фиг, 4 - средстводля термообработки холста.Устройство (фиг. 1) включает узел1 питания волокнистым холстом 2, содержащим термопластичные волокна илинити, средство 3 для поддержания итранспортировки холста в зоне термообработки, средство 4 для термообработки холста 4 и узел 5 приема готовогоматериала,.Средство 4 для термообработки холста (фиг. 2 и 3) включает камеру длянагревания газа, выполненную в видецилиндра 6, с обоих торцов закрытогоклапанами"крышками 7, В стенке цилиндра 6 по его периферии на расчетномрасстоянии друг от друга имеются выпускные щелевые отверстия 8, количество и расположение которых зависит отпроизводительности устройства и заданной схемы скрепления, Внутри цилиндра 6 по его оси с помощью опорных колец 9 неподвижно смонтированнагревательный элемент 10 с токоподводящими патрубками 11. Цилиндрическая поверхность последних служит дляперемещения впускных тарельчатых илимембранных клапанов 12, седлом длякоторых являются кольцевые внутренниеповерхности клапанных крышек 7,Т 2 РР 1 где Т и Р1 1 Т и Р2 5 96979Для обеспечения вращения.цилиндра6 клапанные крышки 7 опираются на под"шипники 13 и снабжены приводной шестерней 14, На конце клапанной крышки7 смонтирован воздухозаборник 15, 5обеспечивающий плавный ход нагреваемого газа. Цилиндр 6 охватывают неподвижные хомуты 16, которые перекрывают выпускные щелевые отверстия 8.Каждый неподвижный хомут 16 снабжен 0выпускным отверстием 17 или сопломЛаваля 18 (фиг. 4). Эти отверстия17 или сопла 18 расположены напротивсредства 3 для поддержания и транспортировки холста в зоне термообработ ки (фиг, 1). Площади впускных кла панов 12 и выпускных отверстий 17 при"мерно одинаковы. Средство 3 для поддержания и транспортировки холста может быть выполнено в виде вала или щперфорированного барабана 19 (фиг. 4),Устройство работает следующим образом.Питание холстом 2 осуществляют отузла 1 питания, в качестве которого 25может быть использована чесальнаямашина с преобразователем процеса илииное известное холстоформирующее уст.ройство, а также предварительно скрепленный холст, накатанный в рулон 30(фиг, 1),От узла 1 питания холст 2 подаютв зону термообработки между средством4 для терйообработки, которое работает следующим образом.35Рабочий гаэ, преимущественно воздух, заполняющий цилиндр б, которыйвращается в подшипниках 13, получаяпривод через шестерню 14, подвергаютнагреванию с помощью нагревательного 4 вэлемента 10 при закрытых впускныхклапанах 12 и перекрытых выпускныхотверстиях 17. Таким образом, нагревание осуществляют в замкнутом объеме всоответствии с уравнением состояния газа при изохорическом процессе соответственно температура и давление рабочего газа до нагреваниясоответственно температура и давление рабочего газа после нагревания. В зависимости от мощности нагревательного элемента 10 и времени нагрева температура и давление газа вцилиндре 6 повышаются до расчетныхзначений Т 2 и Р 2. 8 результате поворота цилиндра б на заданный угол,рассчитанный в зависимости от скорости перемещения холста и необходимоговремени нагрева газа, происходит совмещение выпускных щелей 8 цилиндра бс выпускными отверстиями 17 или соплами 13 неподвижных хомутов 16. Приэтом нагретый газ истекает из цилиндра 6 непосредственяо на холст 2, находящийся на средстве 3 для поддер-.жания и транспортировки холста.При истечении нагретого газа изцилиндра 6, вследствие его инерционности, давление газа в цилиндре б па"дает ниже Р рабочего газа, в результате чего впускные клапаны 12 перемещаются в клапанной крышке 7 по цилиндрической поверхности токоподводящихпатрубков 11 по направлению к центруцилиндра б, что обеспечивает поступление новой порции воздуха через воэ,духозаборники 15, Дальнейший поворот цилиндра 6 обеспечивает перекры,тие выпускных отверстий 17 или сопел18 неподвижных хомутов 1 б.При нагревании давление газа повышается и впускное клапаны возвращаются в исходное положение, перерываядоступ воздуха в цилиндр 6. Газ, заполняющий цилиндр б, снова нагреваетсяи процесс повторяется с расчетной периодичностью, обеспечивая пульсациюструй нагретого газа, воздействующегона движущийся обрабатываемый холст.За счет нагревания газа до температуры выше температуры расплавлениятермопластичных волокон, содержащийсяв холсте; осуществляется их расплавление и скрепление холста при охлаждении во время его перемещения к узлу5 готового материала,Предлагаемый способ и устройстводля его осуществления могут быть использованы для получения нетканыхматериалов различных структур, чтодостигается изменением расположениявыпускных щелей 8 цилиндра 6 и вы"пускных отверстий 17 соответствующиххомутов 16, мощности нагревательногоэлемента 10 и частоты вращения цилиндра 6 путем смены приводимых шестерен 14.В частности, могут быть полученыструктуры с поверхностным скреплением7 969797 холста по всей его площади или по определенному рисунку, например, путем сближения или удаления выпускных щелей 8 в цилиндре 6 и отверстий 17 в хомутах 16 или изменения частоты вра щения цилиндра. Можно также получать нетканые материалы, скрепленные на всю толщину холста, используя хомуты 16 с сопламии Лаваля 18, а в качестве средства 3 для поддержания и транс портировки холста - перфорированный барабан 19. Для получения плоских структур после устройства для термообработки холста последний можно обра" батывать давлением, например, пропу ская через жало пары необогреваемых валов (не показаны).П р и м е р 1. Волокнистый холст поверхностной плотностью 150-200 г/м из смеси: восстановленная шерсть из 2 в ч/ш обрезков 603; поливинилхлоридное волокно линейной плотности 0,333 текс, длиной резки 65 мм, с температурой плавления 120 ОС 374; обратов 34 скрепляют волокнами холста на вязально-про-ы шивной машине с классом прошива 5, при этом получают материал (беэниточный ватин), скрепленный петлями только с одной стороны. С целью предотвращения расслаивания полотна и улучшения зо прочностных и эксплуатационных характеристик материала со стороны; противоположной образованию волокнистых петель, после выхода из эоны прошива его подвергают термообработке на средстве для поддержания и транспортировки, в качестве которого служат оттяжные валы вязально-прошивной машины.Термообработку осуществляют с помощью пульсирующих струй воздуха, истекающих из выпускных отверстий хомутов средства для термообработки холста.Режимы термообработки:Р (давление навыходе), Н/м 2,21Т (температура навыходе), К 673Расстояние отсреза отверстиядо холста, м 0,005 Скорость прохождения холста в зоне термообработки соответствует производительности вязально-прошивного агрегата АЧВШи составляет 155 1,5 м/мин.П р и м е р 2. Волокнистый холст с поверхностной плотностью 1508200 г/м из смеси; восстановленная шерсть 50; вискозное волокно линейной плотностью 0,333 текс, длиной резки 60-65 мм 254; поливинилхлоридное волокно линейной плотностью 0,333 текс, длиной резки 60-65 мм, полученный в результате обработки смеси на валичной чесальной машине с механическим преобразователем прочеса, подвергают термообработке с помощью средства для поддержания и транспортировки, выполненного в виде перфорированного барабана, при помощи пульсирующих струй воздуха, истекающих из сопел хомутов средства для термообработки холста.Режимы термообработки:Т (температура .навыходе), К 673Р (давление у поверх 3ности холста), Н/м 1,2Т (температура у поверхности холста), К 130Расстояние от срезасопла Лаваля до поверхности холста, м 0,005Скорость прохожденияхолста в зоне термо"обработки, м/мин 8-10После термообработки холст пропускают через жало необогреваемых валов, где происходит окончательное скрепление материала в местах воздействия. струй на всю его толщину. Готовый-нетканый материал сматывается в рулон.Благодаря пульсирующему воздействию струй нагретого газа на волокнистый холст возможно, снижение жесткости, улучшение драпируемости и текстильного графа нетканых полотен за счет локального точечного скрепления волокнистых холстов. При изготовлении беэниточных ватинов на вязально-прошивних машинах применение предлагаемых способа и устройства позволяет скрепить лицевую поверхность материала, предотвратить миграцию волокон в процессе эксплуатации готовых швейных изделий, не ухудшая теплоизоляционных свойств материала.Кроме того, создание пульсирующего потока газа, нагреваемого в условиях изохорического процесса, позволяет более рационально испольэовать тепловую энергию, необходимую для скрепления холстаформула изобретения 1, Способ изготовления нетканогоматериала, при котором непрерывнодвижущийся холст из термопластичноговолокнистого материала обрабатываютнаправленными потоками газа с температурой, превышающей температуру размягчения термопластичного волокнистого материала, а затем холст охлаждают, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества нетканого материала, при обработке холстанаправленными потоками газа используют пульсирующие потоки газа, нагрев которого ведут в условиях изохорического процесса.2. Способ по и. 1, о т.л и ч аю щ и й с я тем, что после обработки пульсирующими потоками нагретогогаза волокнистый холст подвергаютпрессованию,3. Устройство для изготовления нетканого материала, содержащее узелподачи холста, средство для его тер змообработки, имеющее камеру для нагревания газа с нагревательным элементом и выпускными щелевыми отверстиями, средство для поддержания итранспортировки холста, расположенное напротив средства для термообработки и узел приема готового материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества нетканого материала, камера для нагревания газа имеет привод для сообщения вращательного движения, торцовые входные клапаны и неподвижно установленные хомуты, охватывающий наружную поверхность камеры в месте расположения ее щелевых отверстий и имеющие выпускные отверстия, расположенные напротив средства для поддержания и транспортировки холста, при этом нагревательный элемент установлен неподвижно по оси камеры.Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что камера для нагревания газа выполнена в виде полого цилиндра.5. Устройство по пп. 2 и 3, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что выпускные отверстия хомутов представляют собой сопла Лаваля. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке У 2782032/28-12,кл. 0 04 Н 1/54, 1979