ВОЙЛОК ИЗ СВЕРХАБСОРБИРУЮЩЕГО ПОЛИМЕРА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FELT FROM SUPERABSORBING POLYMER AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF

Предметом настоящего изобретения являются войлочный материал с запирающей функцией, состоящий из по меньшей мере одного войлочного слоя и из содержащего абсорбент материала, способ изготовления войлочного материала, конструктивный элемент из войлочного материала и его применение.
Войлок является текстильным полотном, состоящим из механически упроченных волокон. В отличие от других полотен войлок не получают тканьем, он представляет собой холст, упроченный валкой под действием давления, при необходимости кислотой для придания шероховатости волокнам и влажного тепла. Традиционно войлок получают валянием из шерсти или других видов несвязного волоса животных, так как благодаря чешуйчатой структуре волоса происходит взаимное сцепление волокон. При этом получаемый войлок может обладать прочностью в диапазоне от прочности ваты до прочности древесины и даже более. Классические виды шерстяных войлоков называются также валяными войлоками.
В последнее время войлок все чаще изготавливается в виде иглопробивного нетканого полотна. При этом волокна наслаиваются друг на друга и многократно прокалываются многочисленными иглами с зазубринами. В результате повторных проколов волокна сцепляются между собой или вдавливаются в войлок. Поэтому иглопробивные нетканые полотна могут изготавливаться не только из шерсти, но также практически из любых известных волокон.
Благодаря своим теплоизоляционным свойствам войлок применяется при изготовлении одежды, подкладочного материала и обуви, а также в качестве изоляционных материалов. Вследствие теплоизоляционного эффекта особой популярностью пользуются обувь из войлока, спортивные куртки и войлочные шляпы. В технике применяются, например, уплотнения, такие как войлочные кольца, или полосы, или плоские материалы из войлока для изоляции и шумопоглощения. Также известны технические фасонные детали или фильтры из войлочного материала. Наряду со своими теплоизоляционными свойствами войлок обладает воздухопроницаемостью и в определенной мере водоотталкивающей способностью. Однако при значительном количестве воды, например во время дождя, она проникает через войлок. Войлочный материал является тогда на ощупь неприятно влажным и тяжелым, поскольку он связывает воду подобно губке.
В области производства гигиенических изделий или обивочных материалов известно применение материалов с многослойной структурой, содержащих сверхабсорбирующие полимеры для поглощения воды и влаги. Так, например, в DE 69833007 Т2 описано абсорбирующее состоящее из нескольких слоев изделие с абсорбирующей сердцевиной для поглощения жидкости. Для защиты одежды один из слоев состоит из полимерного материала, вследствие чего сильно ограничена воздухопроницаемость изделия. Кроме того, применяемые изделия изготовлены таким образом, что они способны поглощать максимальное количество жидкости. Отмечаемое при этом заметное увеличение веса и объема изделия остается в области применения «гигиенических изделий» до настоящего времени не контролируемым. Большие количества жидкости ведут соответственно к очень продолжительному времени высыхания. Кроме того, такие изделия являются одноразового применения и после контакта с жидкостью подлежат удалению. Также эти изделия не подлежат стирке, а при механических воздействиях, таких как механическая стирка или длительное сдавливание, сверхабсорбент отделяется от каркасного материала.
Из DE 102007016959 известно также изготовление полотен из волокон целлюлозы для гигиенических изделий и повышение абсорбции такими содержащими целлюлозные волокна слоями в результате добавки сверхабсорбента. Описанные здесь продукты применяются для изделий одноразового пользования, таких как гигиенические изделия, компрессы для больных, пеленки, прокладки, вкладыши в упаковки для пищевых продуктов или одноразовые фильтры. Применение описанных материалов в предметах одежды или в областях, где требуется многократное применение, невозможно из-за низкой механической прочности и сильного разбухания при контакте с жидкостью. Вследствие большого количества жидкости, поглощаемой на единицу поверхности, такие материалы сохнут медленно, так как должен испаряться большой объем жидкости. Кроме того, из-за поглощения большого количества жидкости изделие приобретает значительный вес.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание содержащего абсорбент материала с высокой механической прочностью и хорошей воздухопроницаемостью в сухом состоянии. Одновременно содержащий абсорбент материал должен обладать в мокром или влажном состоянии запирающим эффектом против проникания жидкости или влаги, обеспечивая, по меньшей мере, заметное снижение расходного количества. Изготовленные из такого материала изделия должны быть пригодны к стирке и химической чистке. Кроме того, содержащий абсорбент материал должен быть пригодным для кондиционирования воздуха, как, например, вентиляция, обезвоживание и/или увлажнение, соответствующих, выполненных с его применением изделий.
Также задачей изобретения является создание простого и не дорогого способа изготовления такого войлочного материала, который может осуществляться по возможности без применения специального оборудования.
Согласно изобретению задача решается с помощью войлочного слоя и применяемого, по меньшей мере, на отдельных участках поглощающего жидкость слоя, при этом отличие состоит в том, что:
- поглощающим жидкость слоем является содержащий абсорбент слой,
- по меньшей мере один войлочный слой, содержащий абсорбент слой и/или второй войлочный слой соединены между собой иглопрокалыванием (свойлачены),
- трехмерное расширение абсорбента ограничено войлочным слоем (войлочными слоями) и/или запирающими элементами,
- войлочный материал в сухом, открытом состоянии является, по меньшей мере частично, воздухопроницаемым,
- при контакте с жидкостью, водой или водяным паром войлочный материал запирается вследствие расширения абсорбента, при этом прохождение жидкости через войлочный материал ограничивается или прекращается разбухшим абсорбентом.
Кроме того, задача решается посредством способа изготовления войлочного материала, содержащего по меньшей мере один войлочный слой и, по меньшей мере частично, содержащий абсорбент слой, отличающегося тем, что:
- содержащий абсорбент слой располагают на войлочном слое или между двумя войлочными слоями,
- войлочный слой (войлочные слои) и содержащий абсорбент слой и/или два войлочных слоя связаны между собой иглопрокалыванием.
Другие варианты выполнения описаны ниже или являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В своем сухом состоянии войлочный материал является воздухопроницаемым, благодаря чему обеспечивается вентиляция снабженных войлочным материалом предметов одежды, обуви или иных предметов. Как только войлочный материал согласно изобретению приходит в соприкосновение с жидкостью, например с водой, или с водяным паром (влагой), заключенный внутри абсорбент разбухает, ограничивая таким образом прохождение влаги через войлочный материал. В этом состоянии, называемом влажным, войлочный материал предпочтительно является непроницаемым ни для воздуха, ни для водяного пара, ни для жидкостей, т.е. он обладает запирающей функцией по отношению к воде или жидкости. Под водой подразумевается в данном случае вода в жидком агрегатном состоянии, под водяным паром (влагой) - вода в газообразном состоянии. Так же как при контакте с водой, абсорбент набухает при соприкосновении с другими жидкостями, причем различают жидкости, вызывающие разбухание и являющиеся инертными. Соприкосновение с инертными жидкостями не ведет к разбуханию. Разные абсорбирующие полимеры, которые могут присутствовать на войлочной поверхности, например в виде смеси, по-разному реагируют на воду или определенные жидкости. Запирание войлочного материала и, следовательно, активизация запирающей функции происходит предпочтительно при соприкосновении с водой. Соприкосновение с водяным паром ведет либо к незначительному разбуханию, либо при большой плотности абсорбента к запиранию материала.
Под войлочным материалом понимается согласно изобретению текстильное полотно, в котором волокна переплетены между собой по существу иглопробиванием или вдавлены в войлок и, при необходимости, упрочнены тепловым воздействием, давлением или химической реакцией. Таким образом, связанность внутри войлочного материала достигается только механически упроченными и сцепленными между собой волокнами, а не в результате тканья, вязанья, сшивания и других технологических способов.
Войлочный материал согласно изобретению обладает тем преимуществом, что он является моющимся, например, при своем использовании в предметах одежды может стираться в обычной стиральной машине, и за счет этого обеспечивается возможность широкого применения в самых разнообразных областях. Благодаря пригодности к стирке впервые достигнута возможность вторичного применения во многих областях изделий с использованным в них полимерным абсорбентом. Благодаря этому заметно сократились отходы от применения изделий одноразового пользования.
Поскольку войлочный материал согласно изобретению в разных вариантах выполнения обладает одинаковыми свойствами, что и соответствующий, не содержащий абсорбент войлочный материал, то возможно применение войлочного материала по изобретению везде там, где применим и обычный войлочный материал. В сухом состоянии войлочный материал согласно изобретению оптически и осязательно ничем не отличается от обычного иглопробивного материала. Следовательно, получают материал, который по внешнему виду и на ощупь является равноценным с обычным иглопробивным материалом. По сравнению с традиционными, содержащими абсорбент полотнами иглопробивной материал согласно изобретению обладает, однако, повышенными механической прочностью и стойкостью.
Неожиданно было найдено, что войлочный материал согласно изобретению может изготавливаться на том же оборудовании, что и иглопробивной материал, не прибегая к особой настройке или перенастройке процесса валяния. Таким образом при изготовлении не возникают более значительные затраты на обработку, чем при изготовлении обычного войлока.
По сравнению с обычными материалами, содержащими сверхабсорбирующие полимеры, как, например, известные из уровня техники изделия, применяемые при недержании, войлочный материал согласно изобретению обладает тем преимуществом, что сверхабсорбирующие полимеры сохраняются внутри без потерь, т.е. при использовании войлочного материала согласно изобретению части абсорбирующего полимера не могут непроизвольно выйти из войлочного материала и тем самым ухудшить потребительские свойства.
Другое преимущество войлочного материала согласно изобретению и изготовленного из такого войлочного материала конструктивного элемента состоит в том, что материал особо легко изготавливается и благодаря этому также легко может адаптироваться к самым разным областям применения. Кроме того, войлочный материал согласно изобретению характеризуется хорошей формуемостью, благодаря которой могут быть целенаправленно изготовлены определенные формы и фасонные детали.
В частности, благодаря способности к стирке и высокой стойкости войлочный материал согласно изобретению обладает большим сроком службы по сравнению с другими содержащими сверхабсорбирующие полимеры функциональными материалами.
По своей воздухопроницаемости материал согласно изобретению отличается существенно от известных кондиционных мембран, являющихся проницаемыми только в одном направлении и только для водяного пара. Если в войлочном материале согласно изобретению возможен переход между проницаемым к непроницаемым состоями и воздух поступает как изнутри наружу, так и снаружи внутрь, то кондиционные мембраны обеспечивают только поступление водяного пара в направлении к мембране. Поступления воздуха через кондиционные мембраны не происходит. Это является одним из существенных преимуществ материала согласно изобретению по сравнению с кондиционными мембранами.
Запирание войлочного материала происходит вследствие ограничения трехмерного расширения абсорбента. Расширение абсорбента в плоскости ограничивается слоями войлочного материала. В обеих других плоскостях расширение абсорбента ограничено волокнами, которыми оба войлочных слоя соединены без образования камерных пространств. Согласно изобретению такие волокна обозначены как соединительные волокна. Путем включения абсорбента в войлочный материал получают материал с содержанием абсорбента, обладающий высокой механической прочностью. Ему присуще особое преимущество по сравнению с известными, содержащими абсорбент изделиями, так как возможно применение войлочного материала согласно изобретению в областях, в которых воздействует большая механическая нагрузка или в которых требуется многократное применение.
Первый и второй войлочные слои соединены между собой предпочтительно таким образом, чтобы абсорбент мог равномерно распределиться и быть охваченным без потерь соединительными волокнами. Трехмерное расширение ограничивается главным образом соединительными волокнами между войлочными слоями и, при необходимости, каркасным материалом.
Согласно другому варианту выполнения ограничение может достигаться помимо волокон также другими структурами на краевых участках, как, например, пластмассовые окантовки. Кроме того, согласно варианту выполнения расширение абсорбента может быть ограничено наряду с войлочными волокнами также впрыскиванием пластмассы или пластмассовыми накладками, как, например, рамочные элементы.
Войлочный материал согласно изобретению состоит предпочтительно из по меньшей мере трех слоев, при этом первым слоем является войлочный материал, на котором расположен второй слой из материала с содержанием абсорбента и на слое с содержанием абсорбента расположен второй войлочный слой. Оба войлочных слоя состоят либо из одного волокнистого материала, либо из разных волокнистых материалов.
Войлочный слой
Войлочный слой войлочного материала согласно изобретению состоит предпочтительно из синтетических, полусинтетических, животных, минеральных, металлических, растительных волокон, резиновых волокон, гибридных волокон или их смеси. Пригодными к применению волокнами являются, например, шерстяные волокна, углеродные волокна, микроволокна, казеин, креатин, синтетические волокна из полипропилена, политетрафторэтилена или сложных полиэфиров. В зависимости от варианта выполнения все волокна имеют одинаковый диаметр или, по меньшей мере частично, разные диаметры. Гибридными волокнами обозначаются волокна, состоящие из более чем одного исходного материала, например из разных пластмасс.
В варианте выполнения войлочный слой войлочного материала согласно изобретению изготовлен полностью или частично из воспроизводимого сырья. Волокнами такого воспроизводимого сырья являются, например, волокна полисахаридов и, в частности, волокна крахмала, целлюлозы, гуарана, гуара и пептина или волокна их производных. При использовании волокон или их частей из воспроизводимых видов сырья возможно изготавливать войлочный материал согласно изобретению в виде биологически разложимого или компостируемого материала.
В другом варианте выполнения войлочный материал получают полностью или частично из волокон биогенных видов сырья. Биогенным сырьем является сырье растительного и животного происхождения. Пригодными к применению видами биогенного сырья являются, например, содержащийся в перьях креатин или содержащийся в молоке казеин.
Войлочный слой войлочного материала согласно изобретению может состоять из одинаковых волокон или из смеси волокон. В случае применения смесей волокон представляется возможным перерабатывать волокна с разными свойствами с получением войлока. При этом волокна волокнистой смеси могут различаться, например, своей толщиной, плотностью и поверхностной структурой. Например, могут применяться волокна с поверхностной структурой, которые способствуют свойлачиванию, как это имеет место при использовании животных волокон, например шерстяных волокон с чешуйками. Для этого волокна могут обладать вогнутыми и выпуклыми участками или другими поверхностными структурами. При использовании волокнистых смесей разные волокна распределяют либо равномерно, либо неравномерно по волокнистому полотну перед тем, как они будут переработаны в войлок.
Согласно одному из вариантов ватки предварительно подвергаются иглопрокалыванию перед собственно соединением. Поскольку применяются несколько войлочных слоев, то они могут быть подвержены разной степени иглопрокалывания. Соответственно может быть одинаковым или разным также вес единицы поверхности войлочного слоя. Также в пределах одного войлочного слоя могут присутствовать участки с разной степенью иглопрокалывания. Такая разная степень иглопрокалывания в одном полотне достигается, например, разной плотностью расположения игл на игольной доске или применением разных игольных досок.
Согласно варианту выполнения волокнистая смесь приготовлена таким образом, что в ней содержится доля волокон, которые особенно хорошо захватываются иглами, а также вторая доля волокон, которая способствует последующей обработке войлока. Такой второй волокнистый материал может состоять, например, из плавких волокон, благодаря чему войлок может быть сформирован термическим прессованием, уплотнением, разглаживанием или структурированием. Также возможно, чтобы, например, вторая доля волокон была обработана химическим компонентом, который в последующем процессе изготовления может быть дополнительно обработан, например с использованием ультрафиолетового облучения, теплового отверждения или химической реакции.
2
В зависимости от области применения войлочный слой войлочного материала согласно изобретению имеет разную плотность и разный вес, отнесенный к поверхности (м), причем может применяться войлок с твердостью в диапазоне от мягкости ваты до твердости дерева. Аналогично в содержащий абсорбент слой могут вводиться разные абсорбирующие полимеры в зависимости от области применения, например в виде гранулята, зерен или волокон, которые также обуславливают разную степень твердости и плотности войлочного материала согласно изобретению. Согласно варианту выполнения в одном войлочном слое могут сочетаться несколько видов материала и/или функционального материала, благодаря чему войлочный слой представляет собой композитный материал.
Согласно другим вариантам выполнения войлочный слой состоит полностью или, по меньшей мере частично, из полых или функциональных волокон. Такие функциональные волокна снабжены, например, аккумулятором скрытого тепла, каким, например, является материал с изменяющимися фазами (РСМ), предлагаемый фирмой BASF под маркой Micronal, или же содержат в капсулированном виде ароматические, активные вещества и красители. Функциональными волокнами являются также металлические волокна, например, серебряные волокна или волокна с ионами серебра, волокна с плавкими пластмассами или плавкими поверхностными покрытиями. В зависимости от области применения соответствующие войлочные волокна могут состоять также из трудновоспламеняемых материалов. Другими пригодными к применению функциональными волокнами служат теплостойкие волокна, например углеродные волокна, и высокопрочные волокна, например арамидные волокна. Также могут применяться в качестве функциональных волокон содержащие сверхабсорбирующий полимер волокна. При этом функциональные волокна могут быть выполнены такими, что они будут выборочно реагировать на температуру, влагу, показатель рН, напряжение тока и давление и в зависимости от этих показателей будут вести себя различно. Также волокна могут быть выполнены такими, что они будут выборочно связывать определенные химические вещества или же их выборочно выделять. Согласно варианту выполнения волокна могут быть также выполнены антистатическими и, следовательно, отталкивающими пыль.
В другом варианте выполнения войлочный слой войлочного материала согласно изобретению полностью или частично закрыт оболочкой из дополнительных пропускающих влагу материалов. Благодаря этому достигается капиллярный эффект, при котором влага поступает в или из содержащего абсорбент слоя. В качестве альтернативы в таком варианте выполнения используется вместо оболочки дополнительный материал, входящий в состав войлока, например целлюлозные волокна, хлопья, формованные изделия или порошок, который благодаря своему капиллярному действию также направляет воду или жидкость в или из содержащего абсорбент слоя. Этим дополнительным материалом может также служить слоистый материал.
Другими пригодными для применения функциональными волокнами являются, например, светопроводящие или светонакопительные волокна, как, например, полимерные оптические волокна.
В другом варианте волокна войлочного слоя содержат другие вещества, например красители, ароматические вещества или вспомогательные вещества. В качестве вспомогательного вещества могут служить, например, материалы для образования водоотталкивающей поверхности, огнестойкой отделки поверхности или для получения определенных свойств веществ. Другим вспомогательным веществом, наносимым, например, на волокна войлочного слоя или между войлочными слоями, является связывающий запахи материал или вещество, как, например, соли от реакции металлов с резиноловой кислотой, аминокислоты или другие связывающие запахи вещества. Они применяются также, например, в капсюлированном виде и выделяются из материала постепенно.
Согласно варианту выполнения ароматические вещества, красители и/или активные вещества наносятся на войлочный материал согласно изобретению позже. Так, например, в войлочный материал вводят ароматические вещества и красители позже с тем, чтобы это можно было выполнять индивидуально. Пригодными к применению активными веществами являются, например, связывающие запахи вещества, вещества с микробиоцидным действием или отпугивающие насекомых вещества. В виде разновидности активного вещества материал может содержать индикаторные вещества, которые будут показывать момент, в который вентилирующая вставка приходит в соприкосновение с веществами, которые, например, ограничивают или прекращают действенность. Такая индикация может достигаться, например, изменением цвета. В качестве активного вещества могут добавляться вещества, ускоряющие сушку абсорбента, как, например, материалы, удаляющие из абсорбента влагу или создающие ток посредством кинетической энергии или тепло путем химической реакции. Также возможно выполнить войлочный материал обогреваемым, обеспечивая при этом ускоренную сушку абсорбента.
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению снабжен вспомогательными веществами, улучшающими свойства для соответствующего назначения. Так, согласно варианту на войлочный материал, согласно изобретению могут быть нанесены, например, вещества для ухода за кожей или для заживления ран. Пригодными веществами для ухода за кожей или для заживления ран являются, например, декспантенол, гамамелис, ромашка, антиоксиданты, светозащитные средства, гиалороновая кислота, репелленты для насекомых, противомикробные вещества, эфирные масла, увлажнители или духи. Перечисленные добавки вводятся в войлочный материал согласно изобретению непосредственно или в капсюлированном виде или входят в состав волокон или абсорбента.
В другом варианте войлочный слой войлочного материала согласно изобретению выполнен многослойным, при этом разные слои могут состоять из разных волокон или материалов. Так, например, тканый слой соединен с другим слоем из свойлачиваемых волокон. Также согласно изобретению может применяться соединение полимерного слоя со свойлачиваемым волокнистым слоем. Согласно варианту выполнения войлочный слой войлочного материала по изобретению содержит примеси. Пригодными к применению примесями являются, например, уже описанные функциональные волокна, как, например, материал с изменяющимися фазами, керамические волокна, стеклянные волокна, углеродные волокна, абсорбирующие полимерные волокна и/или металлические волокна. В результате примешивания соответствующих волокнистых материалов могут задаваться материалам разные свойства и разная степень упругости.
Если войлочный материал согласно изобретению состоит из первого войлочного слоя, расположенного на нем содержащего абсорбент слоя и второго войлочного слоя, то первый и второй слои состоят либо из одного волокнистого материала, либо обладают разными свойствами, например разным весом единицы поверхности или разной плотностью волокон. При этом свойства войлочного слоя зависят от соответствующей области применения. Так, например, в случае применения войлочного материала в фильтрах целесообразно, чтобы одна сторона состояла из углеродных волокон для обеспечения фильтрующего эффекта до того, как воздух или жидкости, не вызывающие разбухания, не поступят на содержащий абсорбент слой. В других областях один из обоих войлочных слоев может быть выполнен, например, таким, чтобы он обладал водоотталкивающим свойством. В еще одном варианте один из обоих войлочных слоев снабжен ароматическими веществами, активными веществами и красителями настолько, что проходящий через него воздух или не вызывающая разбухания жидкость насыщается при выходе из войлочного материала ароматическими веществами, активными веществами или красителями или же войлочный слой обрабатывается или наделяется такими свойствами, что вещество, например пахучее вещество или соль, отфильтровывается при прохождении через слой.
Слой с содержанием абсорбента
Такой слой содержит по меньшей мере один абсорбент, предпочтительно абсорбент, нанесенный на каркасный материал. Предпочтительно, чтобы содержащий абсорбент слой войлочного материала согласно изобретению представлял собой нетканый материал с абсорбентом, особо предпочтительно нетканый материал с полимерным абсорбентом. В случае применения нетканого материала с абсорбентом он может быть сам предварительно обработан иглопрокалыванием. Нетканый материал содержит на одной или обеих сторонах абсорбент или включает его в себя. При этом абсорбентом является предпочтительно сверхабсорбирующий полимер, т.е. полимер, способный набухать при контакте с жидкостью, в частности с водой, выбираемый предпочтительно из группы, состоящей из полиакриловой кислоты, сополимеров полиакриловой кислоты, сшитого полиакрилата натрия, казеина, белка и композитных материалов из термопласта и эластомера. Особо предпочтительно применять в качестве абсорбирующего нетканого материала Luquafleece фирмы DFSF. Другое пригодное к применению руно (Fleece), содержащее сверхабсорбирующие полимеры, предлагается на рынке под наименованием Oasis фирмой Technical Absorbans. В качестве абсорбирующих полимеров могут применяться, например, сверхабсорбенты, такие как HySorb фирмы BASF AG или Favor фирмы Degussa AG. Оптимально, чтобы абсорбент был смешан с наполнителем и чтобы наполнитель и абсорбент образовывали вместе абсорбирующий слой. Также могут применяться, например, содержащие абсорбирующие полимеры полотна, используемые в гигиенической промышленности в качестве содержащего абсорбент слоя.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения абсорбент размещен в материале с воздушной укладкой (AirLaid). Такой материал служит в войлочном материале согласно изобретению наполнителем. Под материалом с воздушной укладкой понимается материал из уложенных сжатым воздухом целлюлозных и/или синтетических штапельных волокон. Поэтому используется название «уложенный воздухом» (AirLaid). Прием изготовления материалов с воздушной укладкой описан, например, в US 4640810. Применяемые согласно изобретению материалы с воздушной укладкой могут состоять из нескольких слоев, укладываемых один на другой, при этом абсорбент может располагаться между одним или несколькими слоями или в самих слоях, т.е. будучи смешанным с волокнами. Затем слои уплотняют и соединяют между собой, например, термически.
2
В качестве наполнителя пригодны также ткани или подобные тканям материалы. Ткань (Tissue) состоит при этом полностью или большей частью из целлюлозных волокон и обладает определенным крепированием. Известными тканевыми материалами являются, например, кухонная бумага, носовые платки, впитывающие прокладки или бумажные полотенца. В отличие от тканевых материалов под материалами, подобными ткани, понимаются материалы, изготавливаемые путем изменения процесса сушки, к ним относятся креповая бумага (гигиеническая бумага) и целлюлозная вата. Тканевая бумага имеет средний вес от 15 до 30 г/м, но может также иметь меньшие показатели, достигающие 5 г/м.
Согласно альтернативному варианту выполнения абсорбирующий слой содержит в качестве каркасного материала волокна или слои из материала, как, например, пленки, растворяющиеся в водной или безводной среде, при этом абсорбент связан с каркасным материалом. Такой временный содержащий абсорбент слой также располагается между войлочными слоями, причем, однако, после иглопрокалывания волокна содержащего абсорбент слоя растворяют, вследствие чего между войлочными слоями сохраняется не связанный более с волокнами абсорбент без каркасного материала. Каркасный материал в виде растворимых веществ или волокон может быть удален, например, вымыванием, сжатым воздухом, теплом или химическим способом. При удалении каркасного материала образуются проницаемые промежутки, обеспечивающие повышенную воздухопроницаемость. В зависимости от степени уплотнения войлочного материала вокруг абсорбента создается более или менее прочная оболочка из соединительных волокон и не растворившейся части каркасного материала.
Выбор абсорбента определяется текучей средой, используемой для набухания абсорбента. При использовании воды для набухания применяются предпочтительно упомянутые ранее сверхабсорбенты. Согласно варианту выполнения возможно также комбинировать между собой два и более абсорбирующих материала, благодаря чему один абсорбент будет реагировать на воду, другой - на другую жидкость.
Размер конструируемого абсорбирующего полимера выбирается таким образом, чтобы изделия или волокна из абсорбирующего полимера располагались при свойлачивании по существу между войлочными слоями и/или соединительными волокнами и чтобы не приходилось их заново располагать вместе с волокнами.
В качестве наполнителя могут применяться, например, полимерные соединения, композитные материалы из термопласта и эластомера, волокна животного происхождения, такие как волос, пух, кожа, кости, рога, волокна растительного происхождения, целлюлоза, картон, холст, кокосовая скорлупа, древесина, волокна, волокна трав, металлические волокна, минеральные волокна, углеродные волокна, трикотаж, резина или материалы или их смеси, порошки или грануляты или материалы с теплоаккумулирующими свойствами, например микрокапсюлированные парафины. Наполнитель может быть выполнен альтернативно в виде формованного тела, например в виде капсул. Наполнитель служит, например, для снижения веса. Если применяется пропускающий жидкость или воду наполнитель, то он может вывести наружу также ранее поглощенную жидкость или воду из абсорбента в результате образования целевого жидкостного мостика и таким образом обеспечить более быстрое испарение воды. Наполнитель и его количество выбираются с таким расчетом, чтобы с учетом области применения обеспечивалось набухание абсорбента и обусловленное этим запирание войлочного материала. Если наполнитель используется для образования целевого жидкостного мостика, то он контактирует предпочтительно с поверхностью испарения проветриваемого предмета. Такими поверхностями испарения могут служить, например, верхний материал предмета одежды и обуви. Применение такого наполнителя особенно целесообразно в том случае, когда верхний материал сам не может образовывать жидкостной мостик с внутренним материалом и, следовательно, имеется только незначительная поверхность испарения. Согласно варианту выполнения в содержащий абсорбент слой могут быть внесены другие функциональные вещества, например активированный уголь, ионы серебра или ароматические вещества.
В другом варианте содержащий абсорбент слой состоит, по меньшей мере частично, из волокон сверхабсорбирующего полимера.
Согласно другому варианту выполнения содержащий абсорбент слой представляет собой набухаемую пленку, например полимерную пленку из термопластичного полиуретана/эластомера, с добавленными в нее сверхабсорбирующими полимерами. При использовании такой пленки волокна первого и второго войлочных слоев при свойлачивании пропускают через пленку, в результате чего происходит перфорация для прохода воздуха через пленку. Если согласно другому варианту войлочные слои дополнительно содержат волокна сверхабсорбирующего полимера, то отверстия могут быть закрыты разбухающими волокнами сверхабсорбирующего полимера. Также известно, что пленки разбухают, из-за чего, пусть даже при малой скорости, при контакте с водой диаметр отверстий уменьшается, что способствует запиранию.
Согласно другому варианту выполнения содержащий абсорбент слой состоит частично или полностью из воспроизводимых видов сырья. Каркасный материал, на котором располагаются, например, абсорбирующие полимеры состоит при этом из биологически разложимых волокон, например волокон полисахаридов, в частности крахмала, целлюлозы, гуарана, гуара или пептина. Если войлочный материал согласно изобретению имеет содержащий абсорбент слой из воспроизводимого вида сырья, которое является биологически разложимым, и одновременно войлочные слои состоят также из биологически разложимого материала, то, следовательно, весь войлочный материал согласно изобретению является разлагаемым с образованием компоста.
В зависимости от применяемого содержащего абсорбент слоя может регулироваться распределение жидкостей на поверхности войлочного материала согласно изобретению. При этом такое распределение определяется, например, видом и размером частиц, каркасным материалом и сшиванием абсорбента, например сверхабсорбирующего полимера. На пропитку войлочного материала влияют наряду с выбором абсорбирующего материала также барьеры внутри материала. Барьер определяется, например, повышенным механическим упрочением или видом волокон каркасного материала или войлочного слоя, свойствами абсорбента. Также возможно, чтобы поверхности были спрессованы таким образом, чтобы распределение текучей субстанции целенаправленно снижалось или ограничивалось.
Из-за блокирования геля жидкость внутри содержащего абсорбент слоя не распространяется. Абсорбирующие полимеры разбухают настолько сильно, что влага не может распределяться по всей поверхности. Если требуется передача жидкости, то применяются гидрофильные материалы, расположенные в войлочном материале согласно изобретению или связанные с ним. Гидрофильные материалы могут входить в состав, например, абсорбирующего каркасного материала, присутствовать в виде оболочки реакционного материала или служить примесью, например, в виде волокон, которые в качестве передаточных поверхностей являются компонентом войлока. Для решения данной проблемы в настоящее время применяются, например, целлюлозные волокна или частицы. В качестве альтернативы используются войлочные волокна, выполняющие транспортирующую функцию. Транспортирующие материалы выполнены, при необходимости, плоскими и свойлачены таким образом, что они не проходят через войлочную поверхность, а только заходят в содержащий абсорбент слой, образуя верхнюю и нижнюю стороны. В результате обеспечивается равномерный перенос влаги. Перенос влаги может производиться альтернативно посредством отдельного материала, связанного с войлоком. Согласно другому варианту выполнения перенос жидкости может производиться с помощью структур на поверхности войлочного материала, которые могут также заходить внутрь войлочного материала. Структурированные поверхности служат в этом случае в качестве путей, по которым при наличии большого количества жидкости последняя сначала распределяется по всему материалу, а затем несколько медленнее поглощается абсорбентом. Таким образом, устраняется недостаток, создаваемый блокированием геля.
Структура войлочного материала согласно изобретению
Войлочный материал согласно изобретению состоит по меньшей мере из одного войлочного слоя и, по меньшей мере частично, из содержащего абсорбент слоя, которые между собой соединены иглопрокалыванием.
Согласно предпочтительному варианту выполнения войлочный материал состоит по меньшей мере из трех слоев:
- первого войлочного слоя,
- содержащего абсорбент слоя, расположенного, по меньшей мере, на отдельных участках первого войлочного слоя и состоящего, например, из нанесенного на каркасный материал абсорбирующего полимера,
- второго войлочного слоя, расположенного на другой стороне содержащего абсорбент слоя, относящегося к первому войлочному слою.
Если войлочный материал согласно изобретению содержит по меньшей мере один первый войлочный слой и по меньшей мере один содержащий абсорбент слой, расположенный, по меньшей мере, на отдельных участках первого войлочного слоя, то возможна любая комбинация и любое количество содержащих абсорбент слоев и войлочных слоев. Количество применяемых слоев зависит при этом от требуемых свойств материала и от запланированной области применения. Обычные структуры состоят, например, из трех слоев: первого войлочного слоя, содержащего абсорбент слоя и второго слоя; четырех слоев: первого войлочного слоя, содержащего абсорбент слоя, второго войлочного слоя и покровного слоя; и пяти слоев: первого войлочного слоя, первого содержащего абсорбент слоя, второго войлочного слоя, второго содержащего абсорбент слоя и третьего войлочного слоя. Также, например, возможно, чтобы два войлочных материала согласно изобретению с разными структурами и свойствами материала были свойлачены между собой и скомбинированы третьим войлочным слоем или чтобы два войлочных слоя согласно изобретению были свойлачены друг с другом при соединении внахлестку.
Прочность соединения между первым войлочным слоем, содержащим абсорбент слоем и/или вторым войлочным слоем определяется глубиной проникания волокон. В зависимости от того, должны ли быть связаны механически первый и второй войлочные слои между собой или эта связь должна обеспечиваться расположенным между ними содержащим абсорбент слоем, выбирается соответствующая глубина проникания. При этом первый и второй войлочные слои вместе с находящимся между ними содержащим абсорбент слоем свойлачиваются между собой таким образом, что разные материалы не проникают друг в друга и что обеспечивает, по меньшей мере частично, или на большой поверхности проникание материалов обоих войлочных слоев.
Согласно другому варианту выполнения первый и второй войлочные слои свойлачены между собой так, что между первым и вторым войлочными слоями и, следовательно, между верхней и нижней сторонами либо отсутствует, либо имеется лишь слабое непосредственное механическое соединение. В этом случае оба слоя связаны между собой только расположенным между войлочными слоями содержащим абсорбент слоем.
Этот вариант выполнения применяется, в частности, в том случае, когда верхняя и нижняя стороны войлочного материала согласно изобретению имеют разные свойства. Так, например, возможно выполнить верхнюю сторону гидрофильной и тогда она будет пропускать среду к функциональной серединной части, т.е. к содержащему абсорбент слою. В противоположность этому нижняя сторона может быть выполнена гидрофобной и тогда среда не будет поступать к каркасу, например, предмета одежды. Также обратное выполнение, т.е. нижней стороны гидрофильной, а верхней стороны гидрофобной, также возможно согласно другому варианту выполнения. В качестве альтернативы, например, гидрофобные волокна применяются на верхней и нижней сторонах войлока, в результате чего вода может проникать через промежутки между волокнами и постоянно поступает к содержащему абсорбент слою, а водяной пар будет поглощаться на некотором удалении от абсорбирующего полимера. Например, войлочный материал согласно изобретению имеет такую структуру, что одна сторона войлока состоит из шерсти или шелка, середина - из сверхабсорбирующего полимера и нижняя сторона - из полиэфирных волокон.
В зависимости от области применения содержащий абсорбент слой расположен на отдельных участках войлочного материала, благодаря чему войлочный материал на разных участках обладает разными свойствами. В этом случае содержащий абсорбент слой или сверхабсорбирующий полимер свойлачен не на всей поверхности, а лишь на отдельных участках, например, в виде полос, сетчатого расположения или частично. Это приводит к тому, что участки, на которых отсутствует содержащий абсорбент слой, являются в мокром состоянии более гибкими и поэтому могут быть использованы, например, для образования мест перегиба или же применяться с большей гибкостью на участках, на которых требуется повышенная гибкость. В качестве альтернативы содержащий абсорбент слой располагается по всему войлочному материалу, при этом он имеет одинаковую или разную плотность.
Согласно варианту выполнения первый войлочный слой образует на одной из сторон одновременно каркасный материал для абсорбирующего полимера, например, таким образом, что войлочный слой содержит абсорбирующий полимер только на половине своего поперечного сечения, а его другая половина состоит из волокнистого, не содержащего абсорбент материала. Войлочный материал согласно изобретению содержит в этом варианте перевернутый войлочный слой, в результате чего содержащий абсорбент слой располагается в середине и уплотняет (свойлачивает) три слоя. Такой материал может быть получен, например, путем нанесения абсорбирующих полимеров на каркасный материал. В этом варианте сверхабсорбент может быть нанесен на волокнистые или войлочные слои любой толщины, при этом сверхабсорбент наносится предпочтительно только на одну сторону.
Если первый и второй войлочные слои, а также содержащий абсорбент слой, при необходимости, в виде абсорбентов наносятся на каркасный материал так, что содержащий абсорбент слой оказывается в середине, то при последующем иглопрокалывании волокна обоих войлочных слоев будут захвачены иглами иглопробивной машины и протянуты через структуру войлока. Абсорбирующие полимеры, присутствующие в виде гранулята или крошки, но в любом случае не в виде волокон, иглами иглопробивной машины захвачены не будут и поэтому содержащий абсорбент слой по окончании иглопробивания останется по существу включенным в войлочные слои.
Согласно варианту первый войлочный слой одновременно служит каркасным материалом для абсорбента, который в этом случае является компонентом войлочного слоя или с ним связан или на нем расположен.
Согласно другому варианту предусмотрено, чтобы войлочный материал согласно изобретению состоял по меньшей мере из двух слоев:
- первого войлочного слоя и
- содержащего абсорбент слоя, расположенного, по меньшей мере, на отдельных участках первого войлочного слоя.
В этом варианте выполнения первый войлочный слой свойлачен с одной стороны на содержащем абсорбент слое, который состоит, например, из одного расположенного на каркасном материале абсорбирующего полимера. Такой вариант выполнения обеспечивает то преимущество, что при изготовлении иглопробивного полотна на содержащий абсорбент слой необходимо навойлачивать только один войлочный слой, при этом требуется придание механической стойкости содержащему абсорбент слою.
2
Содержащиеся в абсорбирующем слое абсорбирующие полимеры, например, частицы сверхабсорбирующего полимера, частично или предпочтительно на всей поверхности надежно перекрываются войлочным слоем. В этом случае абсорбирующие полимеры при своем расширении будут ограничены как соединительными волокнами, так и каркасным материалом содержащего абсорбент слоя или расположенным над ним войлочным слоем. Насколько отдельные участки способствуют ограничению абсорбента, это зависит от соответствующего варианта выполнения. Согласно варианту войлочный слой располагается под содержащим абсорбент слоем, а над содержащим абсорбент слоем находится пленка или слоистый материал. Тогда ограничение разбухания происходит в одном направлении посредством перекрытия поверхности или слоистого материала. Соответственно войлочный слой содержит, в зависимости от варианта выполнения, волокна одинакового или разного вида также и внутри текстильного полотна. При этом волокна могут различаться, например, своей плотностью (г/м) и своими функциями. Например, возможно, чтобы функциональные волокна свойлачивались рядом друг с другом или при частичном или полном наложении друг на друга.
Согласно другому варианту выполнения содержащий абсорбент слой не содержит абсорбент перед свойлачиванием, а состоит лишь из обычного материала. По меньшей мере один из обоих войлочных слоев, либо первый войлочный слой, либо второй, либо оба войлочных слоя содержат, однако, волокна сверхабсорбирующего полимера, вследствие чего при свойлачивании волокна сверхабсорбирующего полимера протягиваются между обоими войлочными слоями. В этом случае войлочные волокна предпочтительно состоят из не разбухаемого материала и образуют твердый, жесткий войлок. В этом случае расширение волокон сверхабсорбирующего полимера ограничено твердым войлочным материалом. По выбору войлочный материал сразу после своего изготовления может не являться воздухопроницаемым, при этом вследствие начального разбухания волокон сверхабсорбирующего полимера происходит вытеснение войлочных волокон. При усадке волокон абсорбирующего полимера образуются пустоты, через которые может поступать воздух. В этом случае войлочный материал активируется до полной работоспособности первой мойкой.
Согласно другому варианту выполнения войлочный материал согласно изобретению выполнен таким образом, что между войлочными слоями находятся промежуточные пространства, т.е. небольшие пустоты, которыми обеспечивается достаточное место для сильно разбухшего абсорбента для того, чтобы могли быть поглощены значительные количества жидкости и во время сушки повысилась воздухопроницаемость. Промежутки дополнительно улучшают возможность последующего введения в материал, например, активного и ароматического веществ или красителя. Промежутки могут быть образованы, например, описанным выше способом свойлачивания растворимого материала. Такой растворимый материал служит для занятия места, и после вымывания или удаления этого материала образуется упомянутый промежуток.
Согласно другому варианту пустоты создаются фасонными деталями, например из пластмассы или войлока. В этом случае свойлачивание происходит только на отдельных участках, вследствие чего войлочный материал согласно изобретению на всей поверхности имеет разную структуру войлока. Используемая фасонная деталь, например, в виде предварительно свойлаченной волокнистой фасонной детали или сетки, применяется, с одной стороны, для повышения устойчивости или для изготовления конструктивных элементов определенного очертания. С другой стороны, фасонные детали могут создавать пустоты, заполняемые абсорбентом или абсорбирующим гранулятом и обеспечивающие, при необходимости, наряду с соединительными волокнами уплотнение при разбухании абсорбента.
Согласно варианту войлочный материал по изобретению содержит дополнительно металлические или пластичные волокна или полосы либо между слоями, либо в виде части содержащего абсорбент слоя или в виде одного из войлочных слоев. Соответственно выполненный войлочный материал применяется, например, в тех случаях, когда имеются выступающие испарительные поверхности. Такие испарительные поверхности могут быть изогнуты таким образом, что достигается либо по возможности оптимальное поглощение жидкости, либо ее отдача.
Вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению заключается в том, что поверхности войлочного материала придана структура. Структура создается на материале, например, прессованием, или вырезанием, или в процессе свойлачивания. Согласно другому варианту поверхностная структура образуется покровным слоем. Посредством структурированной поверхности может быть образован участок с разной поглощающей жидкость способностью и разной способностью отдачи поглощенной жидкости. Предпочтительно, чтобы поверхностной структурой служила ребристая структура, увеличивающая площадь поверхности. Структурирование поверхности войлочного материала согласно изобретению обеспечивает то преимущество, что при попадании жидкости с большой скоростью течения она может быть заторможена и таким образом более эффективно направлена внутрь войлочного материала к абсорбенту. Возвышения на поверхности войлочного материала приводят к механическим завихрениям и тормозят поток воды аналогично волнорезу. Воздушные завихрения, вызываемые также возвышениями, способствуют ускоренному испарению жидкости и, следовательно, ускоренной сушке. Возвышения поверхностной структуры могут служить, кроме того, ограничителями и снабжены для этого, например, покровным слоем, не впитывающим влагу, или являющимся водонепроницаемым, или полученным обработкой поверхности. Содержащиеся на структурированной поверхности углубления, например в виде ребер или полос, могут использоваться в качестве путей для распределения жидкости и обеспечивать ее ускоренное поверхностное распределение. При этом поверхностные структуры войлочного материала согласно изобретению могут располагаться в соответствующем предмете таким образом, что стенка или покровный слой предмета запрет еще открытую сторону войлочного материала и, по меньшей мере, на отдельных участках образуется закрытый со всех сторон проводящий путь. Кроме того, несколько слоев войлочного материала могут располагаться друг на друге таким образом, что такие проводящие структуры будут иметь, например, полукруглую или круглую форму.
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению содержит поверхностные структуры, туннельные структуры или углубления, увеличивающие поверхность испарения войлочного материала согласно изобретению. При этом структуры образованы на поверхности войлочного материала, или внутри него, или как на поверхности, так и внутри войлочного материала. Внутренние структуры могут быть образованы, например, введенными компонентами, такими как гофрированный картон или пластмассовые элементы. Согласно другому варианту внутренние структуры имеют, например, волнообразную форму. При нанесении первого и второго войлочных слоев на обе стороны волны возникает подобная гофрированному картону структура войлочного материала согласно изобретению, в котором абсорбирующие полимеры могут располагаться, например, во впадинах волнообразной дорожки, являющейся в данном случае содержащим абсорбент слоем.
В еще одном варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению содержит заданные места перегиба, или разрушения, или отслоения. Заданные места перегиба или разрушения выполнены, например, в виде разрезов, отверстий, предварительных высечек, перфорации, надрезов в материале, получаемых прессованием, оплавлением или съемом. Выполнение заданных мест перегиба или разрушения при использовании тепла или ультразвука приводит к тому, что соответствующие отверстия запечатываются и таким образом предупреждается разбухание частиц абсорбирующего полимера. Такой вариант выполнения позволяет пользователю привести в соответствие войлочный материал согласно изобретению с необходимым при использовании размером, например с уплотнительным материалом без необходимости последующего запирания кромок.
Войлочный материал согласно изобретению, при необходимости, предварительно обрабатывается, при этом он активируется посредством воды, водяного пара, влажного воздуха или жидкости. В результате может быть повышена для отдельных областей применения воздухопроницаемость и работоспособность, так как войлочный материал в этом случае оказывается «предварительно активированным». Под предварительным активированием здесь подразумевается разрыхление волокон в результате разбухания абсорбента.
Согласно другому варианту выполнения войлочный материал согласно изобретению имеет на одной или обеих наружных сторонах покрытие из материала, не проницаемого для воздуха и/или воды. В таком случае войлочный материал содержит, при необходимости, перфорацию или отверстия в слое, не проницаемом для воздуха и/или воды, предпочтительно на верхней стороне и/или на нижней стороне. Такая перфорация или такие отверстия расположены выборочно на верхней или нижней стороне на одинаковых местах или со смещением относительно друг друга. Перфорация или отверстия выполнены при этом таким образом, что либо они проходят только через часть толщины или высоты войлочного слоя и не доходят до содержащего абсорбент слоя, либо, если они меньше или незначительно больше абсорбента, заходят в содержащий абсорбент слой. Отверстия на верхней и нижней сторонах предпочтительно не проходят через войлок. Предпочтительно перфорация или отверстия проходят через войлочный слой таким образом, что еще сохраняется волокнистый слой в качестве покрытия, удерживающий и/или защищающий содержащий абсорбент слой. Вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению с перфорацией или отверстиями обеспечивает защиту от проникания, при котором войлочный материал обладает кондиционирующим действием, однако одновременно он должен обеспечить защиту от проникания других газов или жидкостей. Перфорация или отверстия могут быть изготовлены, например, посредством лазера, прожигания, горячих иголок, иголок, механического съема, химического съема, воздуха или резанием водяной струей, насечки, облучения с обработкой газом, обеспечивающим контролируемое разложение. Кроме того, перфорация или отверстия могут быть получены растворением компонентов войлочного слоя, служащих для удержания места, если такие удерживающие место компоненты могут удаляться вымыванием соответствующим растворителем или механическим способом.
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению содержит проемы, проходящие по сечению полностью или частично через войлочный материал согласно изобретению. Эти проемы перекрыты частично или полностью полученными набрызгиванием покрытиями или слоистым материалом. Слоистый материал или нанесенное набрызгиванием покрытие содержит предпочтительно перфорацию, через которую водяной пар может выходить из войлочного материала согласно изобретению. Перекрытые проемы, т.е. углубления, обеспечивают вентиляцию во время движения. Вследствие изменения объема проемов или углублений при движении войлочного материала происходит циркуляция воздуха в углублениях. Через отверстия в нанесенных набрызгиванием покрытиях или в слоистом материале воздух может отводиться, чем достигается охлаждение, вентиляция, отвод теплого воздуха и сушка. Отверстия или перфорация в слоистом материале расположены либо на участке проемов или углублений, либо вблизи от них. В зависимости от формы углублений или проемов эти углубления могут располагаться на одной или обеих сторонах войлочного материала согласно изобретению. Если нанесенное набрызгиванием покрытие или слоистый материал располагаются на уровне углублений или проемов войлочного материала, то расстояние между отверстием и войлоком препятствует или задерживает передачу воды, вследствие чего предупреждается или замедляется насыщение и, следовательно, связанное с этим запирание, т.е. запирающая функция.
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению также содержит углубления, проемы или структуры, причем слоистый материал и нанесенное набрызгиванием покрытие следуют за структурами. Если отверстия или перфорация в слоистом материале или в нанесенном набрызгиванием покрытии расположены в их углублениях, то исключается положение, при котором вода непосредственно поступает в отверстия в углублениях. В этом случае вода будет отталкиваться от поверхности, но влажность будет в принципе поглощаться или отдаваться через отверстия или перфорацию. Нанесение слоистого материала, выполнение перфорации или отверстий и структурирование проводятся, например, за одну рабочую операцию. Например, прессование идеально проводится с использованием тепла, в результате чего происходит соединение слоистого материала с войлочным материалом, одновременно образуются структуры и создаются отверстия или перфорация. В качестве альтернативы над углублениями натягивается слоистый материал, в котором выполнены отверстия или перфорация.
Согласно следующему варианту выполнения изобретения войлочный материал содержит плоскостные структуры и надрезы в виде пластинок или чешуек. Такие структурные элементы выполнены таким образом, что при поглощении или отдаче воды и/или жидкости изменяется их объем. В результате поднимаются или опускаются структурные элементы с поверхности войлочного материала согласно изобретению. Соответственно применяются изменения поверхности, например появляются элементы дизайна для показа логотипа или росчерка. Также возможно использовать такие элементы дизайна в качестве индикатора или для изменения кондиционных свойств, например площади испарения. Поскольку структурные элементы выполнены в виде текста или узоров, то возможно выполнение, при котором становится видимым состояние загруженности войлочного материала согласно изобретению на основании присутствия или отсутствия узора.
Также войлочный материал имеет преимущество, заключающееся в том, что и другие функциональные материалы в качестве абсорбирующих полимеров лучше связаны с войлочным материалом, чем при использовании традиционного материала. Так, например, материал с изменяющимися фазами прочнее связывается с материалом и поэтому более длительное время сохраняется в войлочном материале согласно изобретению, чем в обычных материалах с оболочкой из материала с изменяющимися фазами.
Войлочный материал в качестве конструктивного элемента
Согласно варианту выполнения войлочный материал имеет вид измеряемого в метрах материала или листов и в этом виде применяется, например, в качестве изоляционного мата или изготавливается в виде конструктивного элемента соответствующего назначения. Согласно другому варианту выполнения войлочный материал непосредственно изготавливается так, чтобы он имел вид для последующего применения. В другом варианте выполнения конструктивный элемент согласно изобретению выполнен, например, в виде трехмерного фасонного тела.
В варианте выполнения, в котором войлочный материал служит конструктивным элементом, этот элемент получают предпочтительно из измеряемого в метрах материала или листового материала, который в зависимости от назначения кроится и формуется прессованием, например, с применением тепла и давления, листовой формовкой или лазером. Открытые кромки после резания, из которых может выйти абсорбент, перед применением, при необходимости, заделывают, например, сшиванием, обвязкой или нанесением материала, являющегося на момент обработки жидкотекучим. Заделка открытых обрезных кромок обработкой жидкотекучим материалом может производиться путем склеивания, например, методом нагрева и плавления (hot melt). Запирание открытых обрезных кромок путем такой оконечной заделки делает возможным применение войлочного материала в любом виде и в разном назначении. При большой плотности соединительных волокон оконечная заделка может, при необходимости, не проводиться. В качестве альтернативы выкроенные заготовки могут быть уложены с обеспечением точной посадки на закрываемое отверстие или крепежное устройство или раму. В результате расположения заподлицо или загиба войлочного материала на прилегающие поверхности также предупреждается выход абсорбента на краевых участках при его разбухании.
Факультативно оконечная заделка может производиться также во время резки, например, горячей штамповкой или резанием с помощью горячего инструмента и оплавлением боковых краев. Также оплавление боковых краев и, следовательно, оконечная заделка может производиться лазером. Другими способами оконечной заделки могут служить нанесение покрытия набрызгиванием на открытые края, стежка или свойлачивание краев, спрессовывание краев или загибание соединенных внахлестку поверхностей и фиксация этих поверхностей одним из перечисленных способов. Оконечная заделка может также проводиться набрызгиванием покрытия или высокочастотной сваркой.
Обработка войлочного материала
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению имеет обработанные поверхности, например, в виде покровного слоя, при этом выборочно обработанными могут быть одна или обе наружные поверхности войлочных слоев. Обработка поверхностей применяется для задания свойств: проницаемости для воды, воздуха, жидкости, пыли и/или для регулирования скорости поглощения или отдачи воды или водяного пара. Обработкой поверхности можно оказать влияние и на другие свойства войлочного материала, например на цвет и свойства материала, такие как невоспламеняемость или внешний вид. Например, при облучении войлочного материала черного цвета солнечным светом материал поглощает больше тепла, благодаря чему быстрее испаряется связанная в абсорбенте жидкость под действием большего количества тепла. Также могут быть добавлены, например, фильтрующие пигменты, которые отфильтровывают инфракрасное излучение, что также изменяет скорость отдачи. Кроме того, обработка поверхности запрессовкой структур или съемом материала позволяет задать степень гибкости и/или направление, в котором проявляется гибкость. Как уже описывалось выше, поверхность может быть дополнительно обработана ароматическими или активными веществами, например ультрафиолетовыми фильтрами. Кроме того, возможна биоцидная обработка поверхности для защиты от повреждения вредителями или для защиты от микроорганизмов или плесени. Также возможно обработать поверхность для достижения эффекта лотоса, т.е. для придания свойства отталкивания загрязнений и масла.
Обработка поверхности производится предпочтительно путем нанесения пленок или слоев из металла, пластмассы, керамики/полимерных смесей, тканого или нетканого текстиля, кожи или воздухопроницаемых обычных плоских материалов или путем напыления металлов или ионизации. Для повышения воздухопроницаемости указанные материалы могут быть перфорированы. При использовании материала с перфорацией или углублениями их перекрывают покровным слоем до или после соединения с войлочным материалом. Предпочтительно перфорацию или углубления получают за счет того, что частично покровный слой и, при необходимости, части войлочного слоя удаляют или сдвигают. Это может достигаться, например, выжиганием, воздействием лазерного луча, пескоструйной обработкой, травлением, сверлением, иглопрокалыванием, прошиванием, механическим съемом, пилением или местным рыхлением волокон.
Покровный слой может быть изготовлен напылением, например, металла, такого, как серебро, нанесением твердеющих сохнущих жидкостей с содержанием активного вещества или красителя или пропиткой или нанесением вещества, являющегося жидким в момент обработки. При пропитке или нанесении материала последний проникает, в зависимости от области применения и материала, в войлочный слой полностью или только на отдельных участках. Согласно другому варианту покровный слой располагается на открытых отрезных кромках, благодаря чему он служит одновременно оконечной заделкой и может наноситься за одну рабочую операцию.
Согласно другому варианту выполнения войлочный материал выполнен таким образом, что, по меньшей мере, на отдельных участках он является жестким или фасонным. Придание жесткости войлочному материалу согласно изобретению может достигаться посредством тепла и/или давления, при этом определенная доля волокон войлочных слоев образует термическое соединение. В качестве альтернативы придание жесткости войлочному материалу может достигаться пропиткой или же конденсаций вещества, являющегося жидким в момент обработки и проникающего через войлочный материал на отдельных участках. В результате частичной пропитки твердеющими материалами целенаправленно создаются участки с заданной гибкостью, вследствие чего возможна целевая дополнительная обработка войлочного материала согласно изобретению. Согласно другой альтернативе жесткость придается за счет отдельного элемента, например, в виде фасонных деталей из пластмассы или металла. Они могут быть введены в войлочный материал либо в процессе свойлачивания, либо позже.
Согласно другому варианту выполнения войлочный материал по изобретению содержит запирающие элементы, расположенные горизонтально или вертикально, предпочтительно вертикально/перпендикулярно поверхности войлока, например, параллельно соединительным волокнам. Запирающие элементы способствуют также ограничению расширения абсорбента. Запирающие элементы получают, например, впрыскиванием жидкого на момент обработки материала, например пластмассы, в войлочный материал. Пригодные к применению запирающие элементы имеют форму, например, полосы, сетки или решетки. Также запирающие элементы используются для придания устойчивости войлочному материалу в случае его применения в области с большой механической нагрузкой. Кроме того, запирающие элементы пригодны для применения в том случае, когда войлочный материал согласно изобретению обрабатывается для получения вставок или конструктивных элементов, так как в этом случае запирающие элементы могут использоваться для оконечной заделки или могут иметь форму конструктивного элемента. Кроме того, запирающие элементы позволяют ограничить отдельные участки для исключения поверхностного распространения влаги. Они могут ограничивать отдельные участки войлочного материала таким образом, что можно создавать мокрые/влажные или сухие участки.
Согласно другой альтернативе для придания жесткости войлочному материалу согласно изобретению применяются долговечные деформируемые волокна, материалы или плавкие волокна, обеспечивающие деформацию и упрочение войлочного материала горячим прессованием или твердением под действием тепла или ультрафиолетового облучения. Такими материалами могут служить, например, термочувствительные элементы жесткости, например парафин. Введение элемента жесткости в войлочный материал согласно изобретению важно, в частности, для технических областей применения, таких как медицинская область. Так в результате применения элементов жесткости, таких как иммобилизующие медицинские шины, медицинские повязки, ортопедические вкладыши или технические уплотняющие материалы, становится возможной адаптация на месте. Это относится и к технической области применения, в которой материал применяется для кондиционирования, например для кондиционирования и выравнивания давления в упаковках для сыпучего материала, таких как мешки с цементом или пластмассовые пакеты с химикатами, или для кондиционирования упаковочных материалов, например контейнеров.
Согласно варианту поверхность войлочного материала согласно изобретению выровнена с помощью опорных держателей, которые используются для исключения образования жидкостного мостика или плоскостного контакта, например, в сильную жару или холод или для изоляции от электричества.
В другом варианте выполнения поверхность войлочного материала согласно изобретению содержит изоляционный слой от агрессивных сред. Таким изоляционным слоем может служить фильтрующий слой для отфильтрования, например, солей или других веществ, приводящих к повреждению абсорбента или волокон войлочного материала. Изоляционный слой является при этом предпочтительно проницаемым для текучей среды, например воды и воздуха.
Для исключения образования жидкостного мостика с прилегающим материалом или опорой для соответствующих предметов на обращенной к телу стороне применяется не пропускающий воду материал или же материал соответственно отделывается. Дополнительно образование жидкостного мостика предупреждается, при необходимости, с помощью пластмассовых компонентов, таких как несущие слои, защитная решетка и распорные поверхности. Предупреждение непосредственного контакта между телом и соответствующей поверхностью имеет не только то преимущество, что образуется воздушный слой, но также и то, что холод или температурная разница не может воздействовать снаружи непосредственно через влажный материал абсорбента или другие компоненты вентиляционной вставки на каркасный материал. Обращенные к телу структуры обеспечивают то преимущество, что, во-первых, на стороне тела может циркулировать воздушный поток и, во-вторых, при сильном потении тактильный контакт не приводит к тому, что из-за водяных капель, например пота, войлочный материал согласно изобретению преждевременно закроется вследствие разбухания и прекратит таким образом вентиляцию. В качестве обращенных к телу материалов применяются, например, совместимые с кожей, но не пропускающие воду материалы или совместимые с кожей пропускающие воду материалы. Такими материалами служат, например, микроволокна или мембраны, которые на отдельных участках, на которых расположен абсорбент, содержат воздухопроницаемые отверстия, образуя таким образом воздухопроницаемый слой. В результате применения таких материалов можно объединить преимущество, состоящее в проницаемости этих материалов для водяного пара, с улучшенной воздухопроницаемостью войлочного материала согласно изобретению.
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению содержит в по меньшей мере одном из войлочных слоев, и/или в содержащем абсорбент слое, или в дополнительном слое дополнительные материалы, которые способны целенаправленно поглощать или отдавать определенные вещества в определенных условиях окружающей среды. Материалы, например, способны поглощать или выделять активные вещества, ароматические вещества, средства для очистки, шлифующие средства, микроорганизмы, медикаменты, пестициды, противогрибковые препараты, ферменты или красители. Для выделения используются предпочтительно материалы, обеспечивающие выделение функциональных веществ в зависимости от следующих параметров:
- показатель рН,
- температура,
- содержание соли,
- вид жидкости или газа,
- химические вещества,
- ферменты,
- давление,
- механические факторы воздействия,
- химические факторы воздействия,
- длительность сушки,
- длительность смачивания и/или
- частота,
- ток/напряжение,
- облучение, например ультрафиолетовое, инфракрасное.
Также предпочтительно применяются материалы, вызывающие выделение функциональных веществ под действием микроорганизмов, грибков, водорослей или растительного покрова.
Например, войлочный материал согласно изобретению содержит материал, являющийся индикатором, причем сначала требуется контакт с водой или, при необходимости, контакт водяного пара с поверхностью для активизации индикатора. Окраска индикатора указывает при этом, например, на степень насыщения или на остаточную длительность функционирования после контакта с вредными веществами. Также возможно протекание нескольких таких реакций функциональных веществ одновременно или последовательно.
Войлочный материал выполнен, при необходимости, таким образом, что он может подвергаться стирке или химической чистке. Благодаря механической прочности пыль и грязь могут удаляться с войлочного материала также механически, например, выбиванием, продувкой или обсасыванием.
Предпочтительно войлочный материал согласно изобретению может подвергаться механической стирке. При этом пригодный к механической стирке войлочный материал выполнен обычно таким, что его кромки остаются закрытыми для предупреждения частичного выхода абсорбента. При не закрытых кромках войлочного материала согласно изобретению при стирке в стиральной машине абсорбер выходит на отдельных боковых участках в очень малых количествах. Существенная часть частиц абсорбирующего полимера удерживается вертикально расположенными войлочными волокнами между войлочными слоями внутри материала. Поэтому выход абсорбента не отмечен также в мокром состоянии или во время стирки. Возможность стирки войлочного материала согласно изобретению представляет собой существенное преимущество по сравнению с известными из уровня техники, содержащими абсорбент материалами, каждый из которых не подлежит стирке, в частности механической.
Также было отмечено, что при механической стирке или стирке абсорбирующий полимер разбухает, при этом, по меньшей мере частично, происходит рыхление войлока, так как под действием сил разбухания абсорбирующего полимера волокна частично смещаются в зависимости от своих свойств и степени иглопрокалывания. Кроме того, механическая стирка, в некоторых вариантах выполнения войлочного материала согласно изобретению, вызывает дополнительное свойлачивание особенно наружных слоев, вследствие чего происходит дополнительный более плотный охват абсорбирующего полимера слоями и создается препятствие для его выхода наружу.
Изготовление войлочного материала
Изготовление войлочного материала производится согласно изобретению иглопрокалыванием, при котором волокнистый материал пробивается механически многочисленными иглами с зазубринами. В результате повторных прокалываний волокна разных волокнистых слоев сцепляются между собой и образуется иглопробивное полотно. При прокалывании волокнистый материал уплотняется и образуется цельное текстильное полотно.
В качестве альтернативы волокнистый материал может быть дополнительно уплотнен. Последующее уплотнение достигается под действием тепла, и/или давления, или посредством пропитки волокнистого материала веществами, являющимися жидкими в момент обработки. Способ изготовления войлочного материала согласно изобретению осуществляется таким образом, что волокна одного войлочного слоя пропускаются, по меньшей мере, через содержащий абсорбент слой, предпочтительно и через другой слой. При этом первично волокна первого слоя проникают во второй слой. Возможно, чтобы достигалось как одинаковое соотношение проникания через все волокнистые слои, так и обеспечивались при таком способе изготовления разные соотношения проникания через разные волокнистые слои.
Поэтому слои, в которых содержатся соединительные волокна, при необходимости, по своим свойствам материала и количеству волокон приводятся в соответствие с требуемым материалом. Согласно изобретению изготавливаются материалы, в которых соединительные волокна первого волокнистого слоя проникают через второй волокнистый слой, второй волокнистый слой проникает через первый волокнистый слой и в которых первый и второй волокнистые слои проникают через каркасный материал содержащего абсорбент слоя или через содержащий абсорбент слой.
Волокнистый материал с содержанием абсорбента может изготавливаться холодным иглопрокалыванием в виде измеряемого в метрах материала и, при необходимости, дополнительно обрабатываться на предприятии, соединяться с фасонными деталями или облагораживаться иным способом (придание эффекта лотоса, обработка на ионы серебра).
Изготовление войлочного материала согласно изобретению проводится так, что войлок размером, соответствующим конечному размеру, свойлачивается. Это возможно, поскольку войлочный материал согласно изобретению может быть изготовлен и при малой поверхности свойлачивания.
Выборочно при изготовлении войлочного материала согласно изобретению функциональный материал может свойлачиваться в любом месте войлочного слоя. Например, возможно, чтобы функциональный материал свойлачивался только по боковым краям.
В качестве функционального материала волокнистый материал согласно изобретению содержит, например, материалы с эффектом запоминания формы, которые активируются разностью температуры или другими факторами, такими, как ультрафиолетовое излучение, тепло, холод, пар, ток или напряжение. Эти функциональные материалы могут вызывать реакции, создающие эффект запоминания формы, и в результате задавать войлоку свойства, при которых достигается другое механическое упрочение или соединение с другими волокнами, но не в качестве активированных материалов с эффектом запоминания формы. Согласно варианту выполнения материалы с эффектом запоминания формы являются частью обработанной поверхности и способствуют, например, дополнительно работе механизмов запирания или разблокирования поверхности. Также материалы с эффектом запоминания формы используются, например, в качестве индикаторов смачивания или загрузки абсорбента.
В варианте выполнения способа согласно изобретению войлочный материал получают таким образом, что в нем содержатся задаваемые места перегиба или задаваемые места разрушения. Такие задаваемые места перегиба или разрушения могут быть получены разными способами, например, резкой, надрезом, введением веществ, перфорацией, изготовлением отверстий, прокалыванием, съемом материала, прессованием, наплавкой, штамповкой, лазером, химическим съемом, химической обработкой, облучением, уплотнением или обработкой с применением соответствующих слоистых материалов или покрытий.
В варианте выполнения способа согласно изобретению войлочный материал изготавливается путем иглопрокалывания и дополнительного мокрого свойлачивания. В результате поверхность войлочного материала дополнительно уплотняется и путем мокрого свойлачивания можно обеспечить также, например, в сочетании со щелочами или разбавленными кислотами деформируемость войлока. При этом способ в одном из своих вариантов осуществляется так, что отдельные участки свойлачиваются иглопрокалыванием, а другие отдельные участки - мокрым свойлачиванием. Оба эти приема могут выполняться в данном варианте выполнения в любом сочетании между собой в зависимости от требуемого войлочного материала.
При изготовлении войлочного материала согласно изобретению свойства изготавливаемого войлока определяются толщиной, продолжительностью, расположением, суммой, плотностью и функциональностью игл. Так, например, разная длина игл ведет к разной степени проникания и, следовательно, к разной прочности соединения волокон между слоями.
Выборочно на игольной доске свойлачивающей машины расположены иглы с разными зазубринами, разного диаметра, разной длины и/или разной формы.
Также выборочно в способе согласно изобретению применяются вспомогательные свойлачивающие средства, влияющие на механическую прочность войлока. Обычные вспомогательные свойлачивающие средства применяются при этом либо по всей ширине войлока, либо лишь на отдельных участках.
В другом варианте выполнения способа согласно изобретению в качестве игл, по меньшей мер, частично применяются полые иглы, благодаря чему в материал могут быть введены посредством полых игл целевые вещества. Предпочтительными являются здесь вещества, оказывающие целевое влияние на свойства войлока. Так, газы могут, например, целенаправленно придавать волокнам шероховатость. Также, например, возможно вводить таким образом материалы, вызывающие реакции с получением эффекта запоминания формы вследствие разницы температуры или иных воздействующих факторов, таких как высокая температура, холод, пар или ультрафиолетовое облучение. В результате также могут регулироваться свойства войлочного материала, поскольку участки, на которых имеются активированные функциональные волокна, характеризуются другой механической прочностью и другим соединением волокон, чем участки с неактивированными функциональными материалами.
В варианте выполнения иглы для прокалывания войлока в процессе свойлачивания согласно изобретению нагреваются или охлаждаются. Нагрев игл иглопробивной машины особенно предпочтителен в том случае, когда части свойлачиваемого или пересвойлачиваемого материала состоят из плавких волокон. Посредством тепла, отдаваемого иглами иглопробивной машины, достигается более эффективное соединение волокон с ненагретыми волокнами. В качестве альтернативы свойлачиваемый или пересвойлачиваемый материал нагревают и затем охлаждают холодными иглами на отдельных участках, в результате чего могут достигаться также разные степени прочности соединения волокон и разные свойства материала.
При последующей дополнительной технологической операции уплотнение войлочного полотна в процессе свойлачивания наряду с иглопробиванием усиливают после свойлачивания с помощью высокой температуры или давления.
Согласно варианту в войлочных материалах, содержащих дополнительно покровный слой или слой из слоистого материала, покровный слой или слоистый материал фиксируют прикреплением путем свойлачивания к одному из войлочных слоев. На последующей обрабатывающей операции происходит собственно свойлачивание. Эта обрабатывающая операция по свойлачиванию слоистого материала и последующее полное свойлачивание могут проводиться на непосредственно следующей за этим операции обработки. Также возможно прервать уже начатый процесс свойлачивания, уложить слоистый материал или покровный слой и затем продолжить с этим слоем процесс свойлачивания.
Согласно варианту выполнения при изготовлении войлочного материала согласно изобретению слои нагревают или охлаждают непосредственно перед механическим упрочением для достижения более прочного соединения или участков соединения, обладающих разными свойствами. Если разные слои в виде полотен свести вместе перед свойлачиванием, то становится также возможным соединить отдельные полотна с разной температурой или же все полотна нагреть до одной температуры или охладить. Также возможно задать в процессе свойлачивания разные температурные диапазоны внутри войлочного материала, так как температура зависит от частоты иглопрокалывания, формы и свойств игл.
В другом варианте выполнения способа согласно изобретению содержащий абсорбент слой вводится вместе с исходным продуктом для абсорбирующего полимера. Собственно полимеризация с образованием абсорбирующего полимера происходит в этом случае в процессе свойлачивания или по его окончании. Если же способ осуществляется с использованием полых игл, то абсорбирующий полимер или его исходный продукт вводятся в материал полыми иглами во время свойлачивания.
2
В другом варианте выполнения способ согласно изобретению осуществляется таким образом, что разбухающие или предварительно разбухшие абсорбирующие полимеры вводятся в содержащий абсорбент слой, который затем свойлачивают. После сушки содержащего абсорбент слоя образуются задаваемые таким образом промежутки в войлочном материале согласно изобретению. При этом становится возможным целенаправленно задавать, например, загружаемое количество, которое войлочный материал согласно изобретению способен максимально поглотить. Если, например, войлочный материал согласно изобретению должен впитать жидкость в количестве 2 л/м, то это количество жидкости вводится в содержащий абсорбент слой, который после этого свойлачивают. При использовании войлочных волокон с низким пределом растяжения одним этим уже предопределено максимальное количество жидкости, поглощаемой войлочным материалом.
Было установлено, что предварительно разбухший абсорбирующий материал мягче абсорбирующего полимера, который еще не разбух и не увлажнен. Соответственно предварительно разбухший или разбухаемый абсорбирующий материал легче поддается обработке. Вероятно, это объясняется тем, что многие материалы во влажном мягком состоянии обладают большими пружинящими свойствами и большей эластичностью, чем сухой твердый материал. В результате процесс свойлачивания упрощается.
Согласно другому варианту выполнения способа согласно изобретению соединительные волокна войлочного материала пропускаются через слой, не содержащий волокон. Таким слоем является, например, слоистый материал или пластмассовый слой. Для лучшего сцепления слоев между собой волокно, прошедшее через не содержащий волокна слой, после процесса свойлачивания подгибается, например, прокаткой, обкаткой или прессованием. В случае если этими волокнами являются плавкие волокна, они могут спрессовываться под действием высокой температуры или давления и таким образом закрепляться на не содержащем волокна слое. В принципе также возможно, чтобы не содержащий волокна слой обладал адгезией и чтобы соединительные волокна при загибании приклеивались к этому слою и закреплялись на нем. Для этого не содержащий волокна слой может быть выполнен, например, термопластичным или содержать нанесенный на него слой клея.
Согласно изобретению в способе изготовления войлочного материала предусмотрено также изготовление трехмерного фасонного тела. Это трехмерное фасонное тело изготавливается из основного войлочного тела целевым свойлачиванием с приданием соответствующих форм посредством шлифования, резки или съема материала. В качестве альтернативы войлочный материал согласно изобретению может быть изготовлен также в виде шланга.
Конструктивный элемент из войлочного материала
Также предметом изобретения является конструктивный элемент из войлочного материала согласно изобретению, как описано выше.
Конструктивный элемент получают предпочтительно вырезанием, выпиливанием или вырубкой из войлочного материала, являющегося измеряемым в метрах материалом или листовым материалом, как описано выше. Затем конструктивный элемент, при необходимости, подвергается по любому из приведенных ранее способов оконечной заделке для исключения выхода абсорбента на открытых обрезных кромках. В другом варианте выполнения конструктивный элемент содержит по своим краям соединительные элементы, обеспечивающие подгонку конструктивного элемента к предмету одежды, к обуви или к какому-либо иному предмету пользования. Соединительные элементы могут быть изготовлены, например, набрызгиванием пластмассы, резьбовым, клеевым, сварным, зажимным или штекерным соединением.
В варианте выполнения конструктивных элементов с соединительными элементами последние выполнены предпочтительно в виде продолжения войлочного слоя. Соединительные элементы служат для закрепления конструктивных элементов на вентилируемом, обезвоживающем или уплотняемом предмете или материале. Соединение с соединительными элементами может быть, например, магнитным, кнопочным, штекерным, раздвижным, накладным, клеевым, в фальц, шовным или выполнено термопластичной сваркой. Посредством соединительных элементов конструктивный элемент согласно изобретению располагается над отверстием в вентилируемом текстильном изделии или в вентилируемом предмете таким образом, что он полностью перекрывает это отверстие. В варианте выполнения соединительные элементы выполнены такими, что конструктивный элемент согласно изобретению является сменным. При этом конструктивный элемент может быть выполнен в виде изделия одноразового применения, подлежащего замене после одноразового использования. При этом менее предпочтительно, чтобы конструктивный элемент был выполнен в виде обратимой уплотняющей поверхности.
В другом варианте выполнения соединительные элементы выполнены таким образом, что возможна замена прежнего конструктивного элемента на новый конструктивный элемент. Благодаря замене можно использовать конструктивный элемент с другими свойствами, например вентилирующую вставку с дополнительными функциями на проветриваемом предмете. Такой вариант выполнения применяется, в частности, например, в защитных шлемах или в электробытовых товарах.
В другом варианте выполнения соединительные элементы содержат структуры или впадины и выпуклости, обеспечивающие при необходимости крепление с точной посадкой конструктивного элемента на проветриваемом предмете. Например, соединительные элементы служат дополнительными конструктивными элементами, при этом соединение может обеспечиваться, например, набрызгиванием пластмассы, приклеиванием, привинчиванием, приклепыванием, штекерными соединениями или пришиванием. Соединительные элементы изготавливаются разной толщины, зависящей от области применения. Поверхности элементов являются предпочтительно тонкими, при этом они сходят на нуль в направлении наружу. Предпочтительно соединительные элементы могут быть текстурированы уже во время литья под давлением или впоследствии механическим приданием шероховатости, травлением, облучением ультрафиолетовым светом или обработкой газами, такими как озон. Соответственно текстурированная поверхность соединительных элементов облегчает крепление на проветриваемом предмете, если соединение производится, например, приклеиванием или сваркой или подобным способом.
Конструктивный элемент согласно изобретению может применяться, подобно войлочному материалу согласно изобретению, во многих различных областях, где требуется приток воздуха, вентиляция или удаление влаги, с одной стороны, и защита от воды или других жидкостей, с другой стороны.
В другом варианте выполнения конструктивный элемент выполнен без оконечной заделки, но факультативно содержит раму, охватывающую заподлицо боковые края войлочной фасонной детали. Конструктивный элемент вставляется в этом случае в раму или проветриваемый предмет таким образом, чтобы рама или края проветриваемого предмета препятствовали выходу абсорбента, ограничивая одновременно его расширение. Конструктивный элемент согласно изобретению выполняется в этом случае таким образом, что он может заходить в целевой продукт и фиксироваться в нем.
В другом варианте выполнения конструктивный элемент выполнен таким, что на войлочный материал согласно изобретению частично набрызгивают пластмассу сверху, или снизу, или вводят ее. Войлочный материал согласно изобретению и пластмасса присутствуют при этом либо в виде комбинированного материала, либо в виде раздельных компонентов. С учетом предмета, содержащего войлочный материал, войлочный материал согласно изобретению расположен при этом полностью или частично либо снаружи, либо внутри. Например, в случае применения для ручек инструментов пластмассовая ручка располагается внутри на инструменте и снаружи охвачена войлочным материалом. При другом выполнении, например, текстильная часть изготовлена в виде внутреннего башмака для резинового сапога и имеет нанесенное набрызгиванием покрытие из полимерного материала для образования резинового сапога. Сопоставимая комбинация из полимерного материала и войлочного материала возможна также для применения в полученных набрызгиванием или литьем наколенниках, защитных шлемах или подошв обуви.
Применение войлочного материала и конструктивного элемента согласно изобретению
Войлочный материал согласно изобретению и структурные элементы из войлочного материала согласно изобретению применимы везде там, где должно обеспечиваться кондиционирование, как, например, проветривание или удаление влаги, т.е. требуется подвод воздуха и одновременно должен исключаться контакт с водой или жидкостями или необходимо обеспечивать направленный подвод или отдачу воды. Соответственно имеется большое количество областей для применения в них войлочного материала согласно изобретению как в изделиях из текстиля, так и в изделиях без него. В зависимости от области применения войлочный материал согласно изобретению или конструктивный элемент используется для кондиционирования в виде проветривания, при этом запирающая функция, обеспечивающая самостоятельное запирание материала, защищает от воды или жидкостей. Благодаря механической прочности материала он может выдерживать значительно большие нагрузки, чем традиционные содержащие абсорбент материалы. Также и для уплотнения поверхностей или для удаления влаги, т.е. для целенаправленного отвода воды или водяного пара, материал согласно изобретению применяется эффективно. Таким образом, материал согласно изобретению применяется, в частности, для кондиционирования путем вентиляции, удаления влаги или увлажнения и для самостоятельного уплотнения текстильных и не текстильных предметов.
Войлок согласно изобретению может применяться в качестве верха обуви, который благодаря свойствам войлока является воздухопроницаемым, а при наличии содержащего абсорбент слоя - водонепроницаемым. Для применения в качестве материала обуви войлочный материал согласно изобретению, например, штампуется с приданием соответствующей формы и, при необходимости, дополнительно обрабатывается с целью заделки открытых обрезных кромок или обработки поверхности. В качестве альтернативы на войлочный материал и структурные элементы частично наносится покрытие набрызгиванием, например при изготовлении резиновых сапог. Верхний материал обуви, представляющий собой войлочный материал согласно изобретению или содержащий структурные элементы согласно изобретению, имеет то преимущество, что благодаря воздухопроницаемости обеспечивается регулирование влажности, так как водяной пар выводится наружу из обуви.
Другая возможность применения войлока согласно изобретению заключается в изготовлении из него подошвы или стельки для обуви. В качестве конструктивного элемента подошвы обуви войлок согласно изобретению обеспечивает как проветривание ноги, так и отвод жидкости, например пота, из обуви. При соприкосновении с влагой, например из-за лужи или дождя, подошва обуви самостоятельно запирается. При дальнейшем применении в подошве обуви стелька или вкладыш снабжены абсорбентами и таким образом при разбухании абсорбента изменяется ударная абсорбция войлока согласно изобретению. Следовательно, подошва или обувь характеризуются при наличии влаги другими демпфирующими свойствами, чем в сухом состоянии.
Другим применением войлочного материала согласно изобретению является вентиляция предметов одежды. В этом случае войлочный материал согласно изобретению применяется, например, в качестве подкладочного материала или как часть верхнего материала одежды. Дополнительно в предмет одежды могут быть вставлены структурные элементы из войлочного материала согласно изобретению в качестве вентилирующей вставки. Таким образом, становятся возможными подвод воздуха и вентиляция при пользовании предметами ношения, такими как куртки, брюки, шапки или жилеты. При этом комфорт носки повышается, так как образующаяся внутри предмета одежды влага отводится наружу. Одновременно отсутствует риск того, что вода или жидкость проникнет внутрь предмета одежды, поскольку в таком случае войлочный материал согласно изобретению или структурные элементы при контакте с водой немедленно запираются.
В варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению или конструктивный элемент из этого материала используются в качестве функционального элемента и вставлены в одежду без видимых следов. Так, например, функциональный элемент из войлока согласно изобретению перекрыт, например, слоем полотна или слоем из какого-либо иного функционального материала, например кондиционной мембраны или других открытых для воды и водяного пара материалов.
При использовании войлочного материала согласно изобретению или структурных элементов для удаления влаги из одежды материал применяется в виде впитывающих прокладок в плечевой части предметов одежды, таких как куртки, пиджаки. Материал согласно изобретению впитывает влагу и отдает ее постепенно в виде испарения в окружающую среду. Благодаря этому исключается положение, при котором предмет одежды ощущается неприятно влажным на определенных участках. Благодаря механической прочности материала согласно изобретению вставки могут находиться в предмете одежды постоянно, что было невозможно при использовании прежних содержащих абсорбент материалов, поскольку они не могли подвергаться стирке и вследствие значительного увеличения в объеме не могли «незаметно» располагаться в одежде или в ее подкладке.
Поглощение воды или влаги войлочным материалом согласно изобретению или структурными элементами делает возможным также их применение в качестве обезвоживающей вставки на участках, на которых собирается конденсат, например палатки, упаковки или корпуса электронных приборов. В таких случаях обезвоживающая вставка поглощает при необходимости стекающую по стенкам и поступающую на вставку воду и затем отдает ее постепенно в окружающую среду. В результате происходит кондиционирование в палатке или емкости. Применение обезвоживающей вставки возможно соответственно везде там, где имеются большие перепады температуры. Так, например, войлочный материал согласно изобретению или состоящие из него структурные элементы применяются в кондиционерах, холодильниках или в качестве вставки в изоляционных средах, как холодильные сумки. Это особенно важно при преднамеренном или случайном оттаивании, при котором образуется большой избыток конденсатной влаги.
В другом случае применения предусмотрено, чтобы войлочный материал согласно изобретению или структурные элементы могли применяться при кондиционировании в специальных видах упаковки или по технологическому назначению. Если внутренняя часть упаковки является очень сухой и при хранении портящихся продуктов, таких как фрукты, влажность не должна снижаться ниже определенной величины, то с помощью войлочного материала или конструктивного элемента при очень сухом воздухе может подводиться или подаваться внутрь упаковки водяной пар.
Другая возможность применения - это разные области применения покрытий для полов. Во-первых, возможно применять для покрытия пола войлочный материал согласно изобретению. В этом случае войлочный материал выступает в качестве каркаса или фиксирующего слоя для фтористых волокон покрытия пола. Фтористые волокна проходят, например, через войлок и контактируют с содержащим абсорбент слоем, в результате чего они отводят воду или влагу. Соответственно изготовленное напольное покрытие обеспечивает быстрое поглощение жидкости, которая целенаправленно поступает в содержащий абсорбент слой, вследствие чего происходит более быстрое высыхание напольного покрытия и на нем не остается скопления жидкости. Затем из содержащего абсорбент слоя влага медленно и равномерно отводится испарением. Во-вторых, войлочный материал согласно изобретению пригоден к использованию в качестве промежуточного слоя или изоляции против ударных шумов при наличии твердых напольных покрытий, таких как плиты, паркет или слоистый материал. В результате также могут поглощаться значительные количества жидкости и снижаться или предупреждаться, например, набухание слоистого материала или паркета. Применение целесообразно везде там, где необходимо защитить от влаги напольное покрытие как таковое, будь то ворс ковра или твердый материал, и целенаправленно отвести влагу. Кроме того, применение войлочного материала согласно изобретению в напольных покрытиях позволяет улучшить микроклимат помещения.
В строительном секторе возможно применение войлочного материала согласно изобретению в качестве промежуточного уплотнения, например, стены или в виде войлочных плит для пола, потолка или стен. Кроме того, возможно применение в качестве кровельной черепицы или компонента кровельного покрытия, как, например, кровельные изоляционные полотна, кровельное озеленение, изоляционные покрытия или полосы кровельного материала.
Другая возможность применения в строительной области - это в качестве покрытия в виде нижнего слоя штукатурки или настенного покрытия. В этом случае стена эффективно защищена от поднимающейся влаги по сравнению с другими открытыми или капиллярными материалами. На основе возможности механического контроля войлочный материал согласно изобретению особенно пригоден для применения в качестве настенного.
Поглощение и отдача воды войлочным материалом согласно изобретению делает возможным его применение в водопроводах или элементах для орошения растений. Оросительные трубопроводы, помещаемые в почву или в ростовой субстрат, состоят частично или полностью из войлочного материала согласно изобретению. Оросительный трубопровод из материала согласно изобретению отдает столько воды из внутренней части в почву или в ростовой субстрат, сколько он может поглотить. Отдельные участки оросительных трубопроводов или оросительных элементов, на которых отсутствует вода, открыты для воздуха, в результате чего происходит вентиляция почвы или ростового субстрата. Кроме того, присутствует возможность подавать в почву через не заполненные водой участки целенаправленно способствующие росту среды или газы. В результате возможна вентиляция также и в таких растительных системах, в которых субстрат или почва имеют пленочное укрытие для удержания воды и тепла. При использовании оросительных водопроводов или оросительных элементов из материала согласно изобретению может целенаправленно исключаться как застойная влага, так и высыхание почвы. Оросительные элементы могут быть выполнены, например, в виде рассадных горшочков или рассадных элементов.
Другое назначение войлочного материала согласно изобретению состоит в его применении в качестве накопителя конденсационной воды. Так, например, полосы из войлочного материала согласно изобретению могут укладываться горизонтально или предпочтительно более или менее прямо вплоть до вертикального положения для поглощения тумана, росы или влаги воздуха. Предпочтительно, чтобы поверхность войлочного материала согласно изобретению была в этом случае структурирована, т.е. чешуйчатой или полосчатой с предпочтительно ориентированными вверх отверстиями для увеличения водопоглощения. Благодаря структурированию поверхности вода легче проникает в содержащий абсорбент слой войлочного материала согласно изобретению. В варианте выполнения сборника конденсационной воды войлочный материал согласно изобретению содержит дополнительно материалы, способные аккумулировать тепло или холод, как, например, материал с изменяющимися фазами или парафин. Ночные низкие температуры приводят в утренние часы к конденсации водяного пара на поверхности войлока. Аккумулированное днем остаточное тепло может быть использовано растениями ночью. Кроме того, войлочный материал согласно изобретению может иметь выборочно покрытие, благодаря которому поверхность будет отражать инфракрасные лучи для предупреждения нагрева поверхности днем и, следовательно, для исключения испарения поглощенной воды. В альтернативном варианте выполнения сборник конденсационной воды выполнен из войлочного материала согласно изобретению таким образом, что поверхность войлока содержит структуры или отверстия, через которые произрастают растения, причем эти отверстия выполнены по возможности малыми для предупреждения потери или утечки воды. Выборочно поверхности из войлочного материала согласно изобретению выполнены такими, что они обдуваются воздухом или ветром равномерно и удалены на достаточном расстоянии от почвы с тем, чтобы исключались помехи для роста растений.
Особенно эффективно применять сборники конденсационной воды из войлочного материала согласно изобретению, которые охвачены функциональными материалами, такими как материал с изменяющимися фазами, на побережье, вблизи озер или других водных поверхностей, в лесу или в районах девственного леса или вблизи гор. Это проявляется особенно в утренние часы, когда при низкой температуре большая влажность воздуха, туман или роса воздействуют на войлочные поверхности согласно изобретению, теплоаккумулирующие среды аккумулируют ночной холод и благодаря этому более длительное время сохраняется низкой температура войлочных поверхностей.
Кроме того, сборники конденсационной воды из войлочного материала согласно изобретению могут применяться также в теплицах или на площадках озеленения или же могут частично или полностью применяться в качестве ростового субстрата или сочетаться с ним.
Применение войлочного материала согласно изобретению или конструктивных элементов ниже поясняется с помощью вариантов выполнения и примеров выполнения:
- при использовании на поверхности структурный элемент может служить, например, частью шинного защитного элемента ноги или защитного шлема или шлем может состоять из него;
- войлочный материал или конструктивный элемент может применяться для вентиляции или кондиционирования военных защитных устройств, таких как защитные костюмы. Например, в защитных костюмах пилотов реактивных самолетов, в которых присутствует избыточное давление, материал согласно изобретению препятствует прониканию воды в случае катапультирования пилота вместе с сиденьем из самолета;
- в медицинской технике конструктивный элемент может применяться в шинах, накладываемых после переломов костей, или в защитных повязках на ранения или в надувных шинах при оказании первой помощи при авариях. Благодаря повышенной циркуляции воздуха процесс заживления ускоряется, при этом, кроме того, повышается комфорт ношения. Применение возможно как в ветеринарии, так и в медицине. В этом варианте выполнения конструктивный элемент может, кроме того, содержать краситель, который покажет, сколько времени можно пользоваться шиной. Также могут применяться гидрохромовые красители, которые покажут, что повязка или шина пришла в соприкосновение с водой и поэтому, при необходимости, ее следует заменить;
- также конструктивный элемент может применяться для образования поверхности предметов мебели, например поверхности для лежания или сидения в детских колясках, в устройствах для ношения детей или в детских сидениях для автомобилей или в качестве обивки для мебели или других предметов с мягкой обивкой. При этом возможна вентиляция при одновременной защите от влаги. Также возможно применение в моющихся наматрасниках или для покрытия материалов, которые не должны впитывать влагу. Например, покрытие воздушных матрацев или подушек для спинок кресел снижает ощущение потливости при пользовании этими предметами;
- конструктивный элемент согласно изобретению может найти применение в строительной промышленности, например, для проветривания зданий при плотно закрытых окнах или для надежной изоляции или для исключения паровых барьеров;
- другими возможными назначениями конструктивного элемента согласно изобретению является применение в качестве облицовки, пластмассового брезента и оболочек, например, для кабельных жгутов, ящиков для предохранителей, отсеков для фар, в которых конструктивный элемент может исключить скопление конденсационной влаги. Такое исключение образования конденсационной влаги также возможно при использовании конструктивного элемента согласно изобретению в аппаратуре, легковых автомобилях, мотоциклах, жилых фургонах, контейнерах, помещениях для грузов, крепежных устройствах для плакатов, палатках, спальных мешках, витринах или оранжереях;
- конструктивный элемент может также применяться дополнительно для вентиляции специальных емкостей, используемых для хранения чувствительных к влаге или жидкостям материалов, таких как строительные материалы (цемент, клей), кормовые средства, продукты питания или продукты медицинского назначения;
- наряду с абсорбентом конструктивный элемент может также содержать активные вещества и за счет этого служить специальным фильтром, например, в случае применения в защитном шлеме, пылесосе или респираторе. Если абсорбент применяется в конструктивном элементе в сочетании с активированным углем, то последний будет действовать против запахов и конструктивный элемент одновременно предупредит появление жидкости на электронных деталях;
- конструктивный элемент может располагаться в предмете одежды, внутри поверхности или в предмете, где он будет служить специальным клапаном и в качестве запирающего слоя для воды или жидкости. При этом конструктивный элемент может быть связан с электронными датчиками, которые, например, выключают электронное устройство или обеспечивают определенное управление в том случае, когда конструктивный элемент пришел в контакт с водой или жидкостью;
- конструктивный элемент может быть выполнен таким образом, что он может функционировать в качестве датчика тока, в этом варианте выполнения изолирующий слой состоит из меди, а расположенный напротив изолирующий слой состоит из другого материала, например цинка. При увлажнении расположенного между изолирующими слоями абсорбента возникает электрический ток, который может питать, например, сигнальный датчик, такой как светодиод, или любое другое электронное устройство или осуществлять коммутацию. Например, это возможно при использовании в детской одежде или детской обуви, при котором в случае увлажнения начинается мигание или раздаются звуки. При этом отдельные камеры конструктивного элемента могут быть последовательно соединены между собой подобно батареям;
- для демонстрации войлочного материала согласно изобретению его поместили в испытательное устройство. Испытательное устройство состояло, например, из открытого с одной стороны полого тела, в которое поместили конструктивный элемент согласно изобретению. В открытом состоянии через конструктивный элемент можно продувать воздух, как это делается при громком свисте. При увлажнении конструктивного элемента он закрывается, что в испытательном устройстве прослеживается по тому признаку, что воздух больше не продувается;
- войлочный материал согласно изобретению может применяться в качестве фильтра, при этом сверхабсорбирующий полимер связывает, например, воду в топливе или может применяться волокнистый компонент для отфильтровывания пылинок. В качестве альтернативы войлочный материал согласно изобретению может дополнительно содержать пригодное для фильтрации вещество, такое как, например, активированный уголь, или ароматическое или активное вещество, способствующее фильтрации;
- войлочный материал согласно изобретению может использоваться в качестве уплотнения, например, O-образного уплотнения или плоского кольцевого уплотнения для клапанов или в качестве подкладной шайбы. Это имеет то преимущество, что существующие уплотнения, характеризующиеся только статическим состоянием и медленно реагирующие на воду, могут заменяться на легко изготавливаемые уплотнительные поверхности. Наиболее простой вариант изготовления уплотнения, проницательного для воздуха и выравнивающего давление, состоит в вырубке О-образных уплотнений/поверхностей из войлочного материала согласно изобретению. Такие уплотнительные элементы могут размещаться между двумя слоями таким образом, чтобы расширение абсорбента внутри войлочного полотна ограничивалось дополнительно с ограничением соединительных волокон. В зависимости от усилия прижатия прочность при сжатии (бар), воздухопроницаемость и скорость протекания реакции при запирании и открывании могут регулироваться. На эти свойства можно воздействовать также степенью свойлачивания. Это зависит от того, образуется ли очень плотная волокнистая структура или же относительно несвязное соединение волокон либо не обеспечивается, либо обеспечивается лишь незначительное уплотнение разбухающего абсорбента;
- кроме того, войлочный материал пригоден для применения в качестве уплотнения, например в виде кольцевого уплотнения для окон или дверей, а также для других целей в строительном секторе;
- при использовании войлочного материала согласно изобретению в качестве уплотнения он может дополнительно применяться в качестве уплотнительной среды. При этом войлочный материал согласно изобретению помещается между двумя поверхностями и при разбухании заполняет промежуточное пространство, в результате чего это пространство закрывается. Для этого применяются, например, растягивающиеся волокна, войлочную поверхность запрессовывают между уплотняемыми поверхностями или применяют войлочный материал с задаваемым увеличением объема;
- также войлочный материал согласно изобретению применяется для разных целей в упаковочной промышленности. Так он используется в качестве прокладки или компонента транспортных боксов или упаковок для хлебобулочных изделий. В настоящее время хлебобулочные изделия перевозятся в открытых упаковках для улетучивания влаги. Однако это не является оптимальной гигиенической упаковкой хлебобулочных изделий, так как открытые хлебные ящики подвержены воздействию внешних факторов. Благодаря применению войлочной вставки согласно изобретению можно предупредить «выпот» хлебобулочных изделий при одновременном обеспечении гигиенического вида упаковки. Поскольку содержащий абсорбент слой сохраняется в войлочном материале согласно изобретению без потерь, то и в упаковках для пищевых продуктов частицы абсорбирующего полимера не войдут в контакт с пищевым продуктом. Другим назначением в упаковочной промышленности является использование упаковок для табачных изделий, в которых возможно задавать оптимальную влажность;
- другое назначение войлочного материала согласно изобретению состоит в применении в элементах выравнивания давления в автомобильной технике, кузовной технике, фотогальванике, электротехнике и в упаковочной промышленности. Элементы для выравнивания давления из войлочного материала согласно изобретению наваривают, например, на упаковку или закрепляют на ней каким-либо иным способом, в результате чего становится возможным обмен воздуха упаковки с окружающим воздухом, однако при этом содержимое упаковки остается защищенным от воды. Наряду с традиционными видами упаковки такие элементы для выравнивания давления находят также применение, например, в крышке стаканчиков для напитков, бродильных бутылках или в крышках емкостей;
- согласно другому виду применения в упаковочной промышленности вся упаковка, или оболочка, или вставка в упаковке состоят из войлочного материала согласно изобретению. Это всегда целесообразно в том случае, когда содержимое упаковки необходимо уверенно защитить от контакта с водой, но при этом желательно поступление воздуха или вентиляция;
- в качестве связывающей влагу подкладки или в материалах обивки войлочный материал служит для регулирования влаги или ее удаления;
- войлочный материал согласно изобретению или структурные элементы могут применяться благодаря своей способности к связыванию влаги также в качестве функционального элемента для обезвоживания или кондиционирования, например в защитных шлемах или защитных костюмах. Защитные костюмы применяются, например, персоналом доменных печей, в чистых помещениях, в виде одежды мотоциклистов или одежды с кондиционными мембранами, причем образующаяся в костюмах, палатках, под изоляционными пленками конденсационная влага не удаляется в достаточной степени. Благодаря войлочному материалу согласно изобретению может быть обеспечена хорошая циркуляция воздуха, причем пользователь защитного костюма своевременно будет защищен от влаги или проникающих жидкостей;
- войлочный материал согласно изобретению может быть выполнен таким образом, что он будет иметь вид трубы для увлажнения и вентиляции растений. Такая труба или другое соответствующее изделие из войлочного материала помещается в почву или гранулят и наполняется жидкостью. Благодаря, по меньшей мере частично,й проницаемости войлочного материала производится подвод жидкости к растению, при этом зеркало жидкости в оросительном устройстве понижается. Не заполненные жидкостью участки обеспечивают благодаря воздухопроницаемости вентиляцию почвы или гранулята. В частности, при использовании посадочного гранулята, который часто применяется в закрытых горшочках, может обеспечиваться наряду с одновременным увлажнением улучшенная вентиляция корней растений;
- благодаря пригодности к отводу конденсационной влаги войлочный материал согласно изобретению может применяться в качестве защитных оболочек для электронной аппаратуры, такой, в частности, как ноутбуки, мобильные телефоны и видеокамеры, в которых при резких температурных колебаниях образуется конденсационная влага. Также войлочный материал согласно изобретению или состоящий из него конструктивный элемент могут применяться в качестве вставки в самом приборе для отвода из него конденсационной влаги;
- другим назначением обезвоживающей вставки является применение в виде покрытия для ручек, например для ручек сумок, чемоданов, инструмента или велосипедов, на которых влага поглощается в момент ее образования и отдается в более поздний момент, при этом ручка не ощущается неприятно влажной или не происходит скольжения из-за влаги;
- также войлочный материал согласно изобретению может применяться в качестве губки или вставки с продленным действием активного вещества. Последний может применяться, например, при наложении на рану для введения медицинских активных веществ. Также обеспечивается отдача средства очистки при использовании в качестве чистящей губки. В другом варианте выполнения накладка на рану содержит, например, дополнительные вещества для ухода за кожей или способствующие заживлению. Тогда войлочный материал согласно изобретению используется для хранения такого активного вещества или добавки, которая вводится либо в такой форме, что она непосредственно отдается, либо при контакте с секретом раны или другими жидкостями активные вещества выделяются и отводятся наружу. При этом войлочный материал согласно изобретению применяется, например, в виде повязки на рану с или без добавок, повязки на рану под компрессионными повязками, в виде текстильной накладки для пластыря для раны или в виде впитывающей накладки;
- в соответствии со своим другим назначением для медицинской области войлочный материал согласно изобретению применяется либо в виде впитывающей накладки в сухом состоянии, либо в предварительно увлажненном виде. Впитывающая накладка применяется, например, при интенсивно секретирующих ранах, для хирургических ран, лифматически обусловленных ран, при изъязвленных опухолях или Ulcus Cruris (язва голени). Впитывающая накладка, изготовленная из войлочного материала согласно изобретению, поглощает выделяемую раной жидкость и таким образом положительно влияет на процесс заживления раны. Альтернативно впитывающая накладка может дополнительно выделять активные вещества или добавки в рану и на прилегающую кожу. Благодаря целенаправленному поглощению влаги и отдачи впитывающих накладок приходится реже менять накладки на рану, что также положительно сказывается на протекании заживления и ведет к снижению расходов;
- в соответствии со своим другим назначением войлочный материал согласно изобретению может применяться для изготовления тампонов, прокладок для трусов, болеутоляющих прокладок и других гигиенических атрибутов. Сюда относится также применение в обычных изделиях, используемых при недержании, или в пеленках;
- покрывала из войлочного материала согласно изобретению служат превосходными попонами для домашних животных, например попонами для лошадей или для перевозимых небольших животных. Пот и выделяемая животным моча поглощаются попоной, при этом на животное не воздействует влага и ему не причиняется вред;
- в щетке стеклоочистителя войлочный материал согласно изобретению применяется вместо или наряду с резиновой пластиной, при этом он также может содержать активное вещество, которое наносится на стекло;
- также войлочный материал согласно изобретению может применяться в качестве уплотнения, или вставки, или уплотнения для мочесборника, или для его резьбы, или штекерного соединения. Для этого войлочный материал согласно изобретению содержит, например, активированный уголь для фильтрации исходящих запахов и одновременно для выравнивания давления;
- во многих случаях войлочный материал согласно изобретению применяется для изоляции от холода. Например, это - нижнее белье, защитные костюмы, носки, извлекаемая внутренняя обувь, обувь, бандажи, иммобилизующие шины, корсеты, водолазные костюмы, маски для подводного плавания, защитные очки, шапки и повязки на лоб, оболочки для трубопроводов, шланговые элементы, оболочки для электронных приборов, таких как мобильные телефоны, компоненты ручек, наушники, шумозащитные накладки, надувные куртки, матрацы, подушки на спинках кресел, подушки, одеяла и другие виды оболочек и покрытий;
- войлочный материал согласно изобретению применяется, например, в строительном секторе для поглощения воды во время строительства после ущерба, нанесенного водой. Так, войлочный материал согласно изобретению поглощает, например, воду из стен, которой они были насыщены;
- также войлочный материал согласно изобретению применяется, например, в виде плоской крышки для отверстий. В этом случае ее размещают, например, в или на упаковке или корпусе. Также возможно применение в виде плоской крышки для отверстий защитного шлема. При этом плоская крышка выполнена либо в виде съемной конструктивной детали, либо в виде прочно закрепленной на предмете детали. Плоская крышка может иметь, например, покрытие из материала, такого как слоистый материал, или пленки, и закрепляться на предмете. В варианте выполнения плоская крышка имеет нанесенное набрызгиванием покрытие из полимерного материала на одной стороне или из материала, являющегося в момент обработки жидкотекучим, образующим выступающие над войлоком боковые поверхности, соединенные в виде контактных поверхностей с уплотняемым предметом;
- войлочный материал согласно изобретению является также составной частью обезвоживающей системы. Так, например, он применяется в конденсационной сушилке для обеспечения быстрого поглощения и связывания воды и, следовательно, обезвоживания окружающей среды;
- также из материала согласно изобретению могут быть изготовлены оболочка для кабелей, шланговые элементы или шланговые оболочки. Оболочки получают, например, изгибанием, намоткой или набрызгиванием шлангового материала на текстильный войлочный материал согласно изобретению. Если, например, наружный слой пожарного рукава состоит из войлочного материала согласно изобретению, то благодаря перфорации подводящих воду средств, т.е. внутреннего шланга, этот слой смачивается или пропитывается водой, вследствие чего возрастает теплостойкость такого рукава;
- в результате применения войлочного материала согласно изобретению в пылевых фильтрах или респираторах можно производить фильтрование, отрегулированное на величину отфильтровываемых частиц. Таким образом, становится возможным выборочное фильтрование с учетом вида волокон, степени уплотнения и толщины материала. Решающее преимущество при использовании материала в таких респираторах состоит в поглощении влаги, препятствующем потению внутри респиратора. В результате разбухания абсорбента пылинки прочно сцепляются с липким абсорбером. После сушки абсорбирующего полимера пыль удаляется, например, выбиванием или иным механическим способом;
- в случае применения войлочного материала согласно изобретению внутри защитных шлемов, защитных очков или защитных масок он препятствует в результате поглощения влаги запотеванию оптических частей. Кроме того, в защитных масках защищаются чувствительные фильтрующие среды от влажности и таким образом возрастает срок службы этих сред;
- поглощение влаги или воды войлочным материалом согласно изобретению используется также для поглощения пота или жидкости на предметах, непосредственно соприкасающихся с пользователем. Так, например, войлочный материал согласно изобретению используется в поясах, лямках, рюкзаках, плечевых ремнях, ремешках для наручных часов и аналогичных предметах для поглощения пота. При этом предупреждается сильное промокание или длительное присутствие влаги. Таким образом, повышаются надежное ношение при малой опасности соскальзывания и комфорт ношения. Чувствительные материалы, как, например, высококачественная кожа, могут быть при этом защищены от влаги и пота, что продлевает их долговечность;
- другим назначением войлочного материала согласно изобретению является его применение в виде качественного субстратного материала для растений, причем цветочные горшки, террарии или сосуды с растениями могут быть обшиты субстратным материалом или войлочным материалом согласно изобретении;
- кроме того, войлочный материал согласно изобретению применяется в ящиках для цветной туши. Войлочный материал поглощает присутствующую в ящике воду и препятствует ее растеканию. Благодаря влаге, присутствующей в связанном виде в ящике, одновременно предупреждается высыхание красок;
- войлочный материал согласно изобретению также применяется в емкостях или сумках для хранения мокрых или влажных предметов. Войлочный материал согласно изобретению поглощает посредством содержащихся абсорбирующих полимеров влагу с предметов и направляет ее при соответствующем варианте выполнения наружу. Это имеет важное значение, например, для емкостей для хранения спортивной одежды, средств ухода за зубами, футляров для зубных протезов или корректирующих прикус пластин, для дорожных сумок, в которых перевозятся мокрые полотенца и другие влажные принадлежности;
- войлочный материал согласно изобретению применяется в качестве компонента упаковок при перевозке и хранении предметов, для которых требуется постоянная влажность воздуха. Это применяется, например, при перевозке и хранении частей для легковых автомобилей или металлических частей, сыпучих материалов, таких как цемент, порошки или строительные материалы, произведений искусства или при деревянном покрытии, а также в качестве составной части колпачка авторучки, предупреждающей вытекание чернил и высыхание пишущего пера, или высыхание клеящих карандашей или клеящих средств или других выделяющих влагу материалов, которые из-за отдачи влаги теряют свое качество, как, например, средства ухода за обувью, дезодоранты и другие косметические принадлежности;
- в морозильных упаковках войлочный материал согласно изобретению используется в виде вкладыша для аккумулирования холода. Войлочный материал увлажняют перед замораживанием и в таком не замороженном состоянии он аккумулирует холод, который отдается в замороженное изделие. В качестве альтернативы войлочный материал согласно изобретению служит для поглощения выступающей жидкости и для предупреждения ожога от замораживания;
- в соответствии с вариантом выполнения войлочный материал согласно изобретению покрыт с одной стороны войлочным слоем, состоящим полностью или частично из прозрачных волокон. Прозрачные волокна пропускают тепловое излучение (инфракрасное излучение), обеспечивая при этом нагрев содержащего абсорбент слоя. При этом прозрачные волокна могут быть выполнены таким образом, что тепловое излучение не будет отражаться материалом, в результате чего дополнительно усиливается нагрев содержащего абсорбент слоя;
- другим назначением войлочного материала согласно изобретению является его применение в качестве вкладыша для вытяжного колпака. В результате целенаправленно поглощается влага, содержащаяся в поднимающемся испарении. Дополнительно материал фильтрует и может легко очищаться благодаря пригодности к стирке.
Войлочный материал согласно изобретению может применяться благодаря своим обезвоживающим, увлажняющим и кондиционирующим свойствам, а также своему запирающему действию против воды и жидкостей в качестве разных компонентов или в качестве материала или части материала для множества предметов и областей применения. Сюда относятся, например, прокладки для гладильных досок, прокладки для плат, прокладки для электронных деталей, впитывающие прокладки в транспортирующих боксах или упаковках, стельки, войлочный материал, наклеиваемый на мех или кожу для стелек, лыжные сапоги, коньки, ботинки, элементы ботинок, водолазные костюмы, защитные костюмы с жаропрочным покрытием, защитные костюмы, подставки под зонты, спальные мешки, обтяжка для мебели, штемпельные подушечки, бумажное производство, покрытия с пролонгированным действием, озеленение плоских крыш, строительство дамб, защита от затоплений, противопожарный сектор, зубоврачебные прокладки, хирургические губки, туалет для кошек, транспортирующие боксы, устройства для перевозки детей, устройства для перевозки грудных детей, чересседельные ремни, геотекстиль, аграрный текстиль, седла для лошадей, защитные покрытия, пакеты для пылесосов, охлаждающие чехлы для бутылок с напитками, охлаждающие чехлы для пищевых продуктов, каплеуловители, коврики в ваннах, коврики, коврики для вытирания ног, футляры для зонтов, дужки очков, подручники, колпаки для накрывания блюд, уплотнения для дверей или окон и впитывающие прокладки мешков для мусорных ведер.
В аграрном секторе войлочный материал согласно изобретению может, например, применяться для свойлачивания посевного материала. Посевной материал заделывают, в частности, в полосы. Посевной материал в войлочном материале согласно изобретению помещается затем в ростовый субстрат. Этим предупреждается унос посевного материала ветром или его повреждение животными. Кроме того, войлочный материал согласно изобретению используется как накопитель воды и обеспечивает оптимальное орошение. По выбору можно совместно разместить в материале удобрения, пестициды или другие активные вещества, положительно влияющие на посевной материал и развивающиеся из него растения. В этом случае предпочтительно свойлачивать в войлочный материал согласно изобретению натуральные волокна из соломы, сена или мха и/или землю или ростовый субстрат.
В другом варианте выполнения войлочный материал согласно изобретению служит основой или питательной средой для мха. Мох или споры мха размещают затем на несущем слое и/или на содержащем абсорбент слое или на кашированном слое, нанесенным на войлочный материал. Споры могут вноситься, например, уже в процессе изготовления войлочного материала, в результате чего при первом контакте с водой мох прорастает. Содержащий мох материал пригоден для озеленения крыш или территории и может изготавливаться в виде рулонного материала. Войлочный материал согласно изобретению, содержащий в себе мох, может применяться также, например, на обочинах дорог, на шумопоглощающих стенках или крышах или на перегородках или в качестве драпировки во внутренних помещениях или на террасах. Благодаря мху снижается содержание диоксида углерода, в связи с чем войлочный материал применяется, в частности, в городских условиях и для улучшения качества воздуха.
Другим предпочтительным назначением войлочного материала согласно изобретению является его применение в качестве чистящего средства. Войлочный материал согласно изобретению в этом случае входит в состав средства для вытирания, например обтирочные концы или ветошь, которое по выбору может содержать активное вещество или средство очистки. Если войлочный материал используется в средстве для вытирания в виде пластины, то она твердеет под действием жидкости, в результате происходит повышенное истирание и, при необходимости, одновременно воздействие активных веществ. Вследствие повышенного истирания достигается эффект полировки, который предпочтителен, в частности, для паркетных полов. При содержании активного вещества последнее постоянно и равномерно расходуется, что приводит к равномерному смачиванию очищаемой поверхности. Это свидетельствует о заметном улучшении по отношению к обычным средствам для вытирания, которые в зависимости от поглощенного количества жидкости не обеспечивают равномерного распределения средства для очистки.
При пользовании войлочным материалом согласно изобретению во многих областях применения в результате регулирования влаги предупреждается образование холодильного мостика.
В результате обеспечивается при наличии холода более качественная изоляция. Это целесообразно, в частности, при использовании в одежде, защитных костюмах, например защитных костюмах персонала доменных печей, строительных материалах, изоляционных материалах или в покрытиях для полов.
Войлочный материал согласно изобретению обладает тем преимуществом, что ему присуща хорошая воздухопроницаемость и вследствие этого возможны циркуляция воздуха и проветривание. Поскольку абсорбирующие полимеры прочно связаны с волокнистым полотном, то войлочные материалы согласно изобретению могут подвергаться очистке и мойке благодаря своей способности переносить механическую нагрузку. Структура войлочного материала согласно изобретению обеспечивает, кроме того, преимущество, состоящее в том, что предупреждается ослизлый или желеобразный эффект, известный при использовании сверхабсорбирующих материалов в других областях, так как сверхабсорбент прочно заключен в материале в виде сердцевины. Ослизлый или желеобразный эффект возникает в других материалах, так как разные слои абсорбента вследствие влаги смещаются относительно друг друга.
Таким образом, войлочный материал согласно изобретению и изготовленные из него структурные элементы обладают рядом преимуществ, которые не присущи другим сравнимым материалам. В материале согласно изобретению свойства, для получения которых ранее необходимо было связывать между собой несколько функциональных слоев с применением частично сложной технологии соединения, достигаются теперь иглопрокалыванием за один процесс обработки лишь при использовании разных слоев или их обработки. Материал согласно изобретению удобен в обращении и при последующей обработке. Так, например, он может поставляться в виде рулонного материала и может легко обрабатываться традиционными приемами, такими, например, как вырубка, лазерный луч или горячее штампование. По сравнению с традиционными содержащими абсорбент материалами материал согласно изобретению обладает контролируемой способностью увеличивать объем. Благодаря войлочной матрице обеспечивается защита от выхода содержащих абсорбент материалов. Изготовление не дорогостоящее, так как не требуются специальные способы или специальное оборудование кроме способа согласно изобретению.
Ниже изобретение описывается в качестве примера со ссылкой на фигуры. При этом изображено:
фиг.1 - вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению перед свойлачиванием;
фиг.2 - войлочный материал на фиг.1 в свойлаченном виде;
фиг.3 - другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению перед свойлачиванием;
фиг.4 - материал на фиг.3 после свойлачивания;
фиг.5 - другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению перед свойлачиванием;
фиг.6 - войлочный материал на фиг.5 после свойлачивания;
фиг.7 - другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению перед свойлачиванием;
фиг.8 - вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению с перфорацией или отверстиями;
фиг.9 - вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению с уплотняющими элементами;
фиг.10 - конструктивный элемент с оконечной заделкой войлочным материалом на фиг.9.
На фиг.1 показан первый войлочный слой 2а, над которым расположен содержащий абсорбент слой 3. Содержащий абсорбент слой 3 состоит из абсорбента 4, встроенного в каркасный материал 5. Над содержащим абсорбент слоем находится другой войлочный слой 2b.
На фиг.2 показан войлочный материал после иглопрокалывания. Первый войлочный слой и второй войлочный слой 2b соединены здесь между собой различимо с помощью соединительных волокон 6, проходящих через содержащий абсорбент слой 3. Абсорбент ограничен сверху и снизу первым и вторым войлочными слоями, а по разным сторонам - соединительными волокнами б.
На фиг.3 показан другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению перед иглопрокалыванием. Содержащий абсорбент слой 3 расположен в этом случае на войлочном слое 2.
На фиг.4 показан материал из фиг.3 после иглопрокалывания. Войлочный слой 2 в этом случае загнут вокруг содержащего абсорбент слоя 3, образуя таким образом оконечную заделку 7. Соединительные волокна 6 пропущены через войлочный слой 2, состоящий из того же войлочного материала и того же войлочного слоя, и через содержащий абсорбент слой.
На фиг.5 показан другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению перед иглопрокалыванием. В этом варианте выполнения содержащий абсорбент слой 3 является частью войлочного слоя 2, образуя вместе с ним комбинированный слой 8а. Под комбинированным слоем 8а расположен второй комбинированный слой 8b, причем обе содержащие абсорбент стороны комбинированных слоев обращены друг к другу.
На фиг.6 показаны комбинированные слои 8а и 8b из фиг.5 после иглопрокалывания. Содержащие абсорбент участки комбинированных слоев 8а, 8b образуют содержащий абсорбент слой 3, расположенный посередине между войлочными слоями.
На фиг.7 показан другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению, в котором над вторым войлочным слоем 2b расположен покровный слой 9. В данном случае покровный слой является непроницаемым для воды и воздуха и выполнен из синтетической пленки.
На фиг.8 показан войлочный материал из фиг.7 после иглопрокалывания и дополнительной обработки. Покровный слой 9, как и войлочные слои, снабжен перфорацией или отверстиями 10. Перфорация 10 выполнена при этом с такой глубиной в войлочном слое, чтобы над содержащим абсорбент слоем 3 оставалась часть войлочного материала. В изображенном варианте отверстия расположены со смещением, вследствие чего отверстия 10а во втором войлочном слое не располагаются напротив отверстий 10b в первом войлочном слое.
На фиг.9 показан другой вариант выполнения войлочного материала согласно изобретению, содержащего запирающие элементы 11, расположенные в основном параллельно соединительным волокнам. Запирающие элементы проходят через войлочный материал в виде полос и делят его на ячейки. В результате это способствует уплотнению абсорбента. При высечке или вырезании конструктивных элементов из войлочного материала обеспечивается, по меньшей мере, частичная оконечная заделка с помощью элементов жесткости 11.
На фиг.10 показан конструктивный элемент 12, изготовленный из войлочного материала из фиг.9. Наряду с запирающими элементами 11 конструктивный элемент содержит на обеих сторонах соединительные элементы 13, служащие для соединения конструктивного элемента 12 с проветриваемым объектом.
Перечень позиций
1 - войлочный материал,
2 - войлочный слой,
3 - содержащий абсорбент слой,
4 - абсорбент,
5 - каркасный материал,
6 - соединительные волокна,
7 - оконечная заделка,
8 - комбинированный слой,
9 - покровный слой,
10 - отверстия,
11 - запирающий элемент,
12 - конструктивный элемент,
13 - соединительные элементы.