ПОЛИМЕРНОЕ НЕТКАНОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОГО ВОЛОКНА

Область техники
Настоящая полезная модель относится к области полимерных изделий, к полимерной химии и может использовано для создания полиэфирных высокопрочных материалов, которые могут найти применение, например в качестве основы под линолеум, геотекстильных нетканых материалов и т.п.
Уровень техники
Известны нетканые полимерные материалы (Патент РФ №2270892 от 27.02.2006 г.) из волокон с добавками полиэтоксисиланов, содержащих фармакофорные органооксисилильные лиганды, которые пригодны для фармакологических и гигиенических целей.
Недостатком таких материалов является их непригодность по прочностным свойствам для получения полотна геотекстильного и технического назначения, такого как основа под линолеум, полотна для мебельной промышленности и др.
Другие известные подобные материалы, например по патенту РФ №2182614 от 20.05.02, позволяют добиться высокой прочности только с большой поверхностной плотностью материала.
Этот недостаток устранен заявленным решением, которое позволило создать такое изделие, которое характеризуется своей формой, структурой и размерами, которые обеспечивают достижение технического результата -уменьшение поверхностной плотности на 15% при том, что уровень разрывных нагрузок по длине и ширине нетканого полотна не меньше по уровню других подобных материалов, т.е. возникает и меньшая материалоемкость выпускаемой продукции.
Совокупность конструктивных признаков полотна, разработанного авторами, позволяет получить заявленный результат.
Раскрытие полезной модели.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в создании полимерного изделия - прочного нетканого полотна с широким интервалом допустимого отклонения поверхностной плотности и пригодного для основы линолеума, геополотна, мебельного производства и т.п. Поставленная задача решается за счет того, что полимерное нетканое изделие, выполнено иглопробивным, по форме - с обрезными кромками по двум сторонам, состоит из упрочненных филаментных гофрированных нарезанных на длину 51-75 мм нитей из полипропиленового и/или полиэфирного волокна, причем нити в изделии выполнены термоскрепленными между собой, а волокна выполнены с ультратонким покрытием величиной около 0,02% диаметра волокна, образованным модификацией волокна силоксановым соединением, выбранным из ряда метилтриэтоксисилан, винилтриэтоксисилан, олиговинилэтоксисилоксан, олигоэтокси(изобутокси)силоксан.
Технический результат, который достигается полезной моделью - повышение прочности полотна, имеется в виду уровень разрывных нагрузок по длине и ширине нетканого полотна не меньше по уровню других подобных материалов, но с меньшей поверхностной плотностью на 15% (возникает меньшая материалоемкость выпускаемой продукции).
Осуществление полезной модели
Для получения заявленного изделия используют полиэфирное волокно, полученное путем формования полиэфирного жгута, затем проводится его обработка с получением волокна.
Нарезанное и гофрированное волокно названо здесь нитями.
Для изготовления полиэфирного волокна используется следующее сырье:
- хлопья ПЭТФ;
- ПЭТ-преформа;
- агломерат ПЭТФ;
- отбеливатели, красители, модифицирующие добавки - Метилтриэтоксисилан
Винилтриэтоксисилан
Олиговинилэтоксисилоксан
Олигоэтокси(изобутокси)силоксан
Модифицированное волокно в кипах завозят со склада сырья в приготовительный участок на площадку для кип, где должно находится не менее 12 ч.
Производство иглопробивного полотна состоит из следующих стадий:
а) Подача волокнистой смеси.
б) Холстообразование.
в) Преобразование холста.
г) Скрепление холста механическим способом.
д) Термокаландрирование полотна.
ж) Резка и намотка полотна на картоно-бумажные гильзы.
Целью холстообразования является формирование из текстильных волокон волокнистого холста - слоя волокон с определенной плотностью сгущения и с определенной их ориентацией.
Волокнистый холст подается на приемный транспортер холстораскладчика. При транспортировке волокнистого холста на холстораскладчик специальным валом удаляется некоторое количество воздуха из холста, чтобы при дальнейшей обработке не возникало складок и заломов.
Скрепление волокнистого холста или преобразование волокнистого холста в полотно происходит в два этапа: предварительного иглопробивания и основного иглопробивания на иглопробивных машинах.
На качество иглопробивного полотна влияют следующие факторы: глубина прокалывания и плотность прокалывания.
Глубина прокалывания - это расстояние между верхней плоскостью подкладочного стола и первой зазубриной иглы в нижней мертвой точке. Глубину регулируют одновременным подъемом или опусканием подкладочного и очистительного столов. Изменение глубины прокалывания влияет на толщину материала, но при этом возрастает количество сгустков волокон, выступающих на поверхности материала в местах прокола игл. Высота готового полотна также уменьшится с увеличением плотности прокалывания, так как это связано с увеличением плотности материала. Это можно достичь при увеличении частоты ударов игольницы. Бесконечное увеличение плотности прокалывания невозможно, так как это может привести к потере прочности материала. Уменьшение прочности иглопробивного полотна может быть вызвано двумя причинами: обрывом волокон и вытяжкой холста.
Для регулирования поверхностной плотности предусмотрена система компенсации.
Далее иглопробивное полотно направляется на термокаландрирование, где происходит термофиксация и термоскрепление полотна.
Готовое иглопробивное термокаландрированное полотно поступает в накопитель и на устройство продольно-поперечной резки и намотки полотна.
Намотка готового полотна происходит на специальной установке. Готовый рулон полотна снимают с намоточного устройства и при необходимости упаковывают в полиэтиленовую пленку.
Таким образом, в рамках заявленного технического решения могут быть получены виды полотна из полипропиленового, полиэфирного волокна или их смеси.
Волокна модифицируют силоксановым соединением, выбранным из ряда метилтриэтоксисилан, винилтриэтоксисилан, олиговинилэтоксисилоксан, олигоэтокси(изобутокси)силоксан.
Причем волокна выполнены с ультратонким покрытием величиной около 0,02% диаметра волокна.
Толщина слоя покрытия определена авторами заявленного технического решения и при толщине слоя покрытия (относительно диаметра нити) больше заявленного необходима более высокая температура для скрепления, а при меньшей толщине покрытия (при таком соотношении с диаметром нити) покрытие не будет выполнять своей функции - будут превышены допустимые отклонения поверхностной плотности и прочность будет снижаться.
Используют только гофрированные нити.
Нити нарезают на длину 51-75 мм, т.к. такая длина выбрана для соответствия длине штапельной нити, что обеспечивает требования для дальнейшего технологического процесса получения полотна с указанной поверхностной плотностью.
При резке формируют полотно с обрезными кромками по двум сторонам.
Нити в изделии термоскреплены между собой.
Физико-механические показатели известного и заявленного полотна показаны в Таблицах 1 и 2, соответственно.
Таблица 1.
Технические характеристики
Известный материал
100
120
140
160
180
200
220
250
280
300
330
350
400
450
500
550
600
Поверхностная плотность, ГОСТ Р 50277, г/м<sup>2</sup>
100
120
140
160
180
200
220
250
280
300
330
350
400
450
500
550
600
Допустимые отклонения по поверхностной плотности, %
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
±10
Неровнота по массе, % не более
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Разрывная нагрузка по длине, кН/м ГОСТ 15902.3,
2,8
3,2
3,5
4,4
5,0
6,0
6,3
6,6
7,2
8,8
11,0
11,8
13,0
14,0
16,0
18,0
20,0
Разрывная нагрузка по ширине, кН/м ГОСТ 15902.3,
2,8
3,2
3,5
4,4
5,0
6,0
6,3
6,6
7,2
8,8
11,0
11,8
13,0
14,0
16,0
18,0
20,0
Таблица 2
Технические характеристики
Заявленное полотно с использованием волокна, обработанного модификатором
100
120
140
160
180
200
220
250
280
300
330
350
400
450
500
550
600
Поверхностная плотность, ГОСТ Р 50277, г/м<sup>2</sup>
100
120
140
160
180
200
220
250
280
300
330
350
400
450
500
550
600
Допустимые отклонения по поверхностной плотности, %
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
+5 -15
Неровного по массе, % не более
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Разрывная нагрузка по длине, кН/м ГОСТ 15902.3,
2,8
3,2
3,5
4,4
5,0
6,0
6,3
6,6
7,2
8,8
11,0
11,8
13,0
14.0
16,0
18,0
20,0
Разрывная нагрузка по ширине, кН/м ГОСТ 15902.3,
2,8
3,2
3,5
4,4
5,0
6,0
6,3
6,6
7,2
8,8
11,0
11,8
13,0
14,0
16,0
18,0
20,0
Как видно из Таблиц, технический результат достигается заявленным решением.