Клеевой состав для обработки полиэфирных тканей
ADHESIVE COMPOSITION FOR TREATING POLYESTER FABRICS

Изобретение относится к области текстильной промышленности и касается тканей, выработанных из пряжи или нитей, состоящих из 100% полиэфирных волокон. В частности, может быть использовано для обивочных тканей, для пошива одежды и др.
Гладкие химические нити создают повышенную подвижность структуры, вызывающую большие величины раздвигаемости и осыпаемости. Как раздвигаемость, так и осыпаемость являются свойствами, представляющими сложность для технологического процесса переработки материалов.
Раздвигаемость нитей в ткани характеризуется смещением нитей одной системы по нитям другой системы (основы по утку, или утка по основе). Раздвигаемость нитей возникает из-за недостаточного сопротивления взаимному перемещению нитей в ткани. Она может явиться следствием структурных особенностей ткани - наличия крайних фаз строения (отдельные ткани типа поплина), использования раппорта с большими перекрытиями (атласные ткани), применения нитей пониженной крутки, уменьшения плотности ткани, а также нарушения строения и отделки ткани при ее производстве. Способы закрепления от раздвижки нитей в швах аналогичны осыпаемости срезов.
Ткани из синтетических нитей трудны в швейной обработке. Их гладкая скользкая поверхность затрудняет настилание и раскрой. При резании синтетических тканей ножи тупятся, поэтому скорость резания выбирают небольшую. Из-за своей упругости ткань сборит под строчкой. При больших скоростях швейных машин происходит оплавление ткани иглой. Повышенная осыпаемость срезов требует осторожности при раскрое и пошиве. Ткани из синтетических волокон при пошиве могут повреждаться иглой. При влажно-тепловой обработке требуется точное соблюдение температурных режимов во избежание разрушения ткани.
Закрепление срезов от осыпания осуществляют различными способами в зависимости от степени осыпания. Например, путем обработки открытых срезов ниточными стежками и строчками. Достоинством ниточных способов обработки является их универсальность. Однако все более широкое использование различных видов волокон в текстильных полотнах значительно увеличивает степень осыпаемости в срезах, что делает эту технологию малоэффективной для осыпаемых тканей (от 2 до 5 мм) и заставляет принимать дополнительные меры по защите срезов: ужесточать режимы соединения срезов деталей и узлов (увеличить частоту и ширину обметывающей строчки), применять одновременно с обметыванием клеевую кромку. Предотвратить осыпаемость нитей по швам соединений можно также:
- конструктивно, разрабатывая конструкцию изделия с увеличенными припусками; в приталенных изделиях избегать членения деталей швами, рельефами, вытачками; ограничить размеры изделий (например, до размера одежды 100);
- применением швов специальных конструкций. Известно, что устойчивость к осыпанию срезов швов, обработанных в подгибку, на 25-30% больше, чем обметанных срезов. Наиболее устойчивы к осыпанию срезы в двойном запошивочном и окантовочном швах. При увеличении числа стежков от 3 до 6 в 1 см строчки устойчивость срезов к осыпанию возрастает в 2,5-7 раз. Однако эти ограничения (конструктивные, швы специальных конструкций) нередко искажают модели.
Альтернативой ниточному обметыванию срезов эффективной считается технология, предусматривающая химическую обработку срезов в подготовительно-раскройном производстве.
Для развития данной технологии разработаны способы обработки срезов деталей полимерной композицией. В частности, из уровня техники известен состав для обработки срезов деталей швейных изделий (патент РФ №2317359, МПК D06M 23/18, D06M 15/31, D06M 13/332, опубл. 20.02.2008), в котором для снижения осыпаемости нитей используется композиция, состоящая из акрилового сополимера Биндер UDR RF и гликазина. Показатель осыпаемости находится в широком пределе от 0,13 до 0,48 кгс.
Недостатком известного изобретения является то, что применение данного состава требует использования дополнительной технологической операции, что влияет на трудоемкость работы.
Известен состав для отделки полиамидных тканей по а.с. СССР №823479 (МПК D06M 15/66, опубл. 23.04.1981), предназначенный для повышения устойчивости нитей в полиамидной ткани к раздвигаемости. Состав содержит кремнийорганическое соединение - полиметилсилоксан, а также полиметилциклосилазан или полиметилгидросилазан или полиизононилсилсесквиазан, и дополнительно органический растворитель.
Недостатками известного изобретения является то, что данный состав не обеспечивает высокую стойкость нитей к раздвигаемости, а также является сложным в приготовлении.
Наиболее эффективными с точки зрения повышения надежности и сохранения качества материала являются клеевые способы закрепления материалов. В частности, известен состав для повышения устойчивости нитей в тканях к раздвигаемости (а.с. СССР №1032068, МПК D06M 15/66, D06M 15/10, опубл. 30.07.1983), содержащий кремнийорганическое соединение и растворитель. Состав содержит в качестве кремнийорганического соединения алюмометилсиликонат натрия, а в качестве растворителя - воду и дополнительно полиэтиленгликоль и органическую кислоту.
Недостатками известного изобретения является то, что в результате отделки синтетических тканей не достигается достаточная устойчивость нитей к раздвигаемости и осыпаемости, а также то, что известный состав является сложным в приготовлении и содержит дефицитные ингредиенты.
При изучении влияния различных химических веществ на поливинилацетатные (ПВА) и этиленвинилацетатные (ЭВА) дисперсии авторами обнаружен неожиданный эффект: при использовании в качестве добавки для снижения горючести ЭВА и ПВА огнезащитного состава для текстильных материалов «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» повышается устойчивость нитей в полиэфирных тканях к осыпанию и раздвигаемости, при этом жесткость тканей сохраняется на уровне исходной ткани. Кроме того, после прокалывания тканей иглами отверстия от проколов исчезают.
Сущность изобретения заключается в том, что клеевой состав для отделки полиэфирных тканей содержит поливинил ацетатную дисперсию ДФ51/15С (ДФ51/15В - гомополимерная, грубодисперсная, поливинилацетатная дисперсия, пластифицированная дибутилфталатом, стабилизированная поливиниловым спиртом) и огнезащитный состав, состоящий из компонентов 125 мас.ч. полиаммонийфосфата, 5,0 мас.ч. карбамида и 3,0 мас.ч. 2-хлорэтанола при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
поливинилацетатная дисперсия ДФ51/15С
100
огнезащитный состав
5-15
Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости нитей к осыпаемости и раздвигаемости в полиэфирных тканях, устранение отверстий от проколов при пошиве с сохранением мягкости полиэфирных тканей, упрощение приготовления состава и доступность его ингредиентов, упрощение технологического процесса швейной обработки материалов.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.
На фиг. 1 приведена таблица, показывающая характеристики исходного образца ткани.
На фиг. 2 приведена таблица, показывающая сравнительные результаты испытаний на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость образцов тканей, обработанных клеевым составом.
На фиг. 3 показана схема установки для нанесения клеевого состава, где 1 - резервуар с клеевым составом; 2 - клеевой состав; 3 - валик для подачи клея; 4 - слой наносимого клеевого состава; 5 - полиэфирная ткань; 6 - верхний транспортирующий валик.
Исходный образец ткани изготовлен из 100% полиэфирных волокон. Характеристики данного образца приведены в таблице на фиг. 1.
Для повышения устойчивости к осыпаемости (осыпанию) и раздвигаемости (раздвижке) нитей в полиэфирных тканях необходима эффективная фиксация внутри волокон ткани. Согласно настоящему изобретению осуществляют обработку полиэфирной ткани поливинилацетатной дисперсией ДФ 51/15С, модифицированной составом огнезащитным для текстильных материалов «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С», равномерно распределенными по ткани. Обработку можно осуществлять различными способами, например, методом напыления, промазывания или валковым способом.
Поливинилацетатная дисперсия марки ДФ 51/15С - это гополимерная, грубо дисперсная, поливинилацетатная дисперсия, пластифицированная дибутилфталатом или диизобутилфталатом, стабилизированная поливиниловым спиртом, средневязкая. Соответствует ГОСТ 18992-80 и применяется в качестве клея для склеивания древесины, бумаги, картона, гофрокартонной упаковки, а также в качестве полимерной дисперсии для полиграфического производства, для применения в обувном и кожгалантерейном производстве.
Состав огнезащитный для текстильных материалов «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» выпускается по ТУ 2494-019-52470838-2012 и представляет собой смесь антипиренов, поверхностно-активного вещества, целевых добавок и воды. Состав предназначен для огнезащитной обработки синтетических текстильных материалов, с целью получения трудновоспламеняемой ткани согласно ГОСТ Р 50810-95 (пп. 5.1, 5.2, 5.4). Состав не изменяет цвет, рисунок и прочность ткани, не образует высолы, пожаро-взрывобезопасен. Применяется в жилищно-гражданском строительстве и быту.
Была проведена серия экспериментов, в которых варьировались два показателя:
1) количество наносимого клеевого состава (от 6,9% до 68% к массе ткани) и
2) количество огнезащитного состава марки «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» (от 5 до 15 мас.ч. к массе поливинилацетатной дисперсии ДФ51/15С и от 0 до 10 масс, частей к массе этиленвинилацетатной дисперсии DA 101).
Этиленвинилацетатная дисперсия марки DA 101 - это непластифицированная сополимерная этилен-винилацетатная эмульсия (основные компоненты - сополимер этилена и винилацетата), содержание твердой фазы около 55%. Благодаря своим хорошим свойствам адгезии, ЭВА DA 101 - это сырье, особенно подходящее для производства клеев для сложных веществ, таких как лакированная поверхность и пластиковые пленки, в производстве упаковки и бумаги. Продукт также подходит для покрытий для пола, стен и потолка.
Сравнительные результаты испытаний на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость образцов тканей, обработанных предлагаемой композицией, приведены в таблице на фиг. 2.
Пример 1
Для сравнения показателей изначально осуществили испытания исходной полиэфирной ткани (100% полиэфир) на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость образцов без обработки клеевым составом.
2
2
Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 5,8 мм, по утку 3,4 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг: по основе - 1,6 кгс по краям пробы и 3,7 кгс по всей ширине пробы, по утку - 3,2 по краям пробы и 4,2 кгс по всей ширине пробы кгс. Жесткость ткани, EI: по основе 3096,40 мкН⋅см, по утку 652,20 мкН⋅см.
Пример 2
Нанесли исходный клеевой состав на полиэфирную ткань. В качестве клеевого состава использовали этиленвинилацетатную дисперсию марки DA 101 (ЭВА DA 101) - 100 мас.ч. без добавок.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре при температуре сушильного вала 145°С (не показан на фиг. 3), схема установки для нанесения клеевого состава представлена на фиг. 3.
Ключевыми рабочими органами установки для нанесения клеевого состава являются валик для подачи клея 3 и верхний транспортирующий валик 6, расположенный над валиком 3 с небольшим зазором. Валики 3 и 6 являются цилиндрическими, выполнены с возможностью вращательных движений навстречу друг другу, образовывая пару с противоположным направлением вращения. Оси валиков 3 и 6 располагаются в горизонтальной плоскости параллельно друг другу. Под валиком 3 расположен резервуар 1, в котором находится клеевой состав 2. Валик для подачи клея 3 расположен над резервуаром 1 на таком уровне, чтобы часть валика 3 была погружена в клеевой состав 2.
Запустили установку, в результате чего валик для подачи клея 3 и верхний транспортирующий валик 6 были приведены во вращательное движение. Между валиками 3 и 6 пропустили полиэфирную ткань 5. При этом клеевой состав 2 из резервуара 1 попадает на валик 3, слой 4 наносимого клеевого состава затягивается с поверхности валика 3 в область зазора между валиками 3 и 6, и равномерно наносится на нижнюю сторону полиэфирной ткани 5, затем попадая внутрь волокон ткани. Из установки полиэфирная ткань, обработанная клеевым составом, выходит с температурой, близкой к температуре валиков, затем остывает.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,2 мм, по утку 0,2 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 7,1 кгс, по утку 7,7 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 6011,50 мкН⋅см, по утку 834,580 мкН⋅см. Расход - 87 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 29,71% к массе ткани.
Пример 3
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали этиленвиниладетатную дисперсию марки DA 101 (ЭВА DA 101) - 100 мас.ч. с добавлением состава «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» - 5,0 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 3,4 мм, по утку 1,6 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 6,1 кгс, по утку 5,4 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 3173,30 мкН⋅см, по утку 679,10 мкН⋅см. Расход - 77 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 26,29% к массе ткани.
Пример 4
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали этиленвинилацетатную дисперсию марки DA 101 (ЭВА DA 101) - 100 мас.ч. с добавлением состава «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» - 10,0 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 3,6 мм, по утку 2,0 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 7,4 кгс, по утку 5,8 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 4440,60 мкН⋅см, по утку 864,50 мкН⋅см. Расход - 95 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 32,57% к массе ткани.
Пример 5
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали поливинилацетатную дисперсию марки ДФ 51/15С (ПВА ДФ 51/15С) - 100 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,0 мм, по утку 0,0 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 8,1 кгс, по утку 9,0 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 5595,40 мкН⋅см, по утку 2290,40 мкН⋅см. Расход - 115 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 39,43% к массе ткани.
Пример 6
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали поливинилацетатный клей марки ДФ 51/15С (ПВА ДФ 51/15 с) - 100 мас.ч. с добавлением состава «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» - 5,0 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,0 мм, по утку 0,0 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 9,6 кгс, по утку 8,3 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 5460,90 мкН⋅см, по утку 2337,90 мкН⋅см. Расход - 125 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 42,86% к массе ткани.
Пример 7
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали поливинилацетатный клей марки ДФ 51/15С (ПВА ДФ 51/15С) - 100 мас.ч. с добавлением состава «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» - 10,0 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,0 мм, по утку 0,8 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 8,0 кгс, по утку 7,1 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 7349,80 мкН⋅см, по утку 6339,60 мкН⋅см. Расход - 198 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 68,00% к массе ткани.
Пример 8
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали поливинилацетатный клей марки ДФ 51/15С (ПВА ДФ 51/15С) - 100 мас.ч. без добавок.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,0 мм, по утку 0,0 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 8,0 кгс, по утку 7,9 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 3412,80 мкН⋅см, по утку 967,12 мкН⋅см. Расход - 30 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 10,27% к массе ткани.
Пример 9
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали поливинилацетатный клей марки ДФ 51/15С (ПВА ДФ 51/15 с) - 100 мас.ч. с добавлением состава «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» - 5,0 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,0 мм, по утку 0,1 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 7,9 кгс, по утку 7,4 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 3211,60 мкН⋅см, по утку 786,02 мкН⋅см. Расход - 26 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 8,90% к массе ткани.
Пример 10
Нанесли клеевой состав на полиэфирную ткань, в качестве которого использовали поливинилацетатный клей марки ДФ 51/15С (ПВА ДФ 51/15С) - 100 мас.ч. с добавлением состава «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С» - 15,0 мас.ч.
Нанесение клеевого состава осуществили валковым способом на каландре аналогично примеру 2.
2
2
2
Произвели испытания полиэфирной ткани, обработанной данным клеевым составом, на осыпаемость, раздвижку нитей и жесткость. Результаты испытаний показали, что осыпаемость нитей по основе 0,0 мм, по утку 0,0 мм. Раздвигаемость нитей при нагрузке 1,0 кг по основе 7,8 кгс, по утку 7,7 кгс. Жесткость ткани, EI, по основе 3100,70 мкН⋅см, по утку 660,00 мкН⋅см. Расход - 20 г/кв, масса приклея (количество наносимого состава) 6,90% к массе ткани.
Результаты испытаний обработанных полиэфирных тканей, иллюстрируемые примерами 2-8, позволяют сделать следующие выводы:
- состав с использованием поливинилацетатной дисперсии марки ДФ 51/15С (примеры 5-10) показывает лучшие результаты по устойчивости к осыпаемости и раздвижке нитей, чем состав с использованием этиленвинилацетатной дисперсии марки DA 101 (примеры 2-4);
- состав с использованием поливинилацетатной дисперсии марки ДФ51/15С (примеры 5-10) и состава огнезащитного для текстильных материалов «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С (от 5 до 15 масс, частей к массе поливинилацетатной дисперсии марки ДФ51/15С) во всем исследуемом диапазоне изменения массы приклея (от 6,9% до 68% к массе ткани) практически полностью исключает осыпаемость нитей и улучшает показатели по раздвигаемости нитей в ткани как по основе, так и по утку;
- в диапазоне изменения массы приклея клеевого состава с использованием поливинилацетатной дисперсии марки ДФ51/15С и состава огнезащитного для текстильных материалов «НЕГОРИН-ТКАНЬ-С (от 5 до 15 масс, частей к массе поливинилацетатной дисперсии марки ДФ51/15С) от 6,9% до 10,27% (примеры 8-10) показатели жесткости ткани как по основе, так и по утку максимально приближены к показателям исходного (необработанного) образца (пример 1), т.е. сохраняется мягкость и драпируемость ткани;
- затягивание (исчезновение) отверстий от проколов при пошиве отмечалось во всех вариантах с применением состава, содержащего поливинилацетатную дисперсию марки ДФ51/15С.
Следовательно, для достижения наилучших показателей, полиэфирные ткани следует обрабатывать клеевым составом, содержащим поливинилацетатную дисперсию ДФ51/15С и огнезащитный состав, состоящий из компонентов 125 мас.ч. полиаммонийфосфата, 5,0 мас.ч. карбамида и 3,0 мас.ч. 2-хлорэтанола при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
поливинилацетатная дисперсия ДФ51/15С
100
огнезащитный состав
5-15
При сопоставлении по осыпаемости и раздвижки нитей в полиэфирной ткани, отделанной предложенными композициями, по сравнению с исходной, эффект по данным показателям увеличивается от 2 до 6 раз.
Таким образом, изобретение обеспечивает повышение устойчивости нитей к осыпаемости и раздвигаемости в полиэфирных тканях, устранение отверстий от проколов при пошиве с сохранением мягкости полиэфирных тканей, упрощение приготовления состава и доступность его ингредиентов, упрощение технологического процесса швейной обработки материалов.