ВОЛОКНИСТЫЙ НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к волокнистым материалам, которые могут быть использованы для формования деталей интерьера автомобилей и других транспортных средств (например, ковров пола салона, стоек, обивок и ковриков багажника и т.д.).
Из уровня техники известен волокнистый нетканый материал (см. RU 2284383 С1, 27.09.2006), содержащий смесь полиэфирных однокомпонентных волокон с линейной плотностью 0,33-1,7 текс и полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,4-1,0 текс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэфирные однокомпонентные волокна - 70-30,
полиэфирные бикомпонентные волокна - 30-70.
Недостатком известного материала является то, что необходимая формоустойчивость деталей, для которых предназначен данный материал, достигается при высокой поверхностной плотности нетканого полона и большом содержании полиэфирного бикомпонентного волокна, что делает материал экономически не выгодным. Отходы данного материала после формования не подлежат переработке для повторного использования.
Техническая задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель - создание нетканого материала без латекса, ламината или другого химического связующего вещества с высокими эксплуатационными свойствами, которые соответствовали бы требованиям отделочных материалов, применяемых, в частности, в автомобильной промышленности.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в снижении удельного веса формованного изделия, повышении экологичности материала и производственного процесса изготовления материала и формования деталей, огнестойкости готового изделия, стойкости к истиранию, облегчении формования материала, сокращении отходов и потерь при формовании.
Указанный технический результат достигается при использовании двух следующих вариантов волокнистых материалов.
2
Согласно первому варианту реализации заявленной полезной модели волокнистый нетканый материал выполнен с поверхностной плотностью 550-850 г/м и содержит смесь из полиэфирных однокомпонентных волокон с линейной плотностью 0,33-1,7 текс и полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44-1,0 текс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэфирные однокомпонентные волокна - 70-80,
полиэфирные бикомпонентные волокна - 20-30.
Кроме того, материал по первому варианту характеризуется тем, что:
- в нем использованы полиэфирные однокомпонентные волокна с температурой плавления 240-270°С, длиной резки 50-90 мм,
- в нем использованы полиэфирные бикомпонентные волокна типа «ядро-оболочка» длиной резки 50-90 мм, с температурой плавления оболочки 105-115°С,
- в нем использованы полиэфирные однокомпонентные волокна из вторичного сырья.
2
2
Согласно второму варианту реализации заявленной полезной модели, волокнистый нетканый материал включает два слоя: первый слой с поверхностной плотностью 200-300 г/м из полиэфирных волокон или полипропиленовых волокон или смеси этих волокон с линейной плотностью 0,33-1,7 текс и скрепленный с ним второй слой с поверхностной плотностью 250-700 г/м и содержащий смесь из полиэфирных однокомпонентных волокон с линейной плотностью 0,33-1,7 текс и полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44-1,0 текс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэфирные однокомпонентные волокна - 50,
полиэфирные бикомпонентные волокна - 50.
Кроме того, материал по второму варианту характеризуется тем, что:
- в первом слое использованы волокна длиной резки 50-90 мм с температурой плавления 240-270°С.
- во втором слое использованы полиэфирные однокомпонентные волокна длиной резки 50-90 мм с температурой плавления 240-270°С
- во втором слое использованы полиэфирные бикомпонентные волокна типа «ядро-оболочка» длиной резки 50-90 мм с температурой плавления оболочки 105-115°С.
Согласно полезной модели, в обоих вариантах материалов использованы полиэфирные волокна, что позволяет получить материал с низкой скоростью горения без обработки антипиренами и делает полотно экономически выгодным. Кроме того, в заявленных материалах волокна имеют линейную плотность 0,33-1,7 текс, поскольку применение волокон с плотностью меньше 0,33 текс приводит к увеличению степени истираемости материала и снижению его эластичности, уменьшает его удлинение при разрыве ниже нормы, а при использовании волокна с линейной плотностью более 1,7 текс уменьшаются разрывные нагрузки материала, удлинение при разрыве значительно превышает допустимые значения, ухудшается равномерность структуры и качество полотна. При этом, приведенные составы материалов обеспечивают достижение наилучших эксплуатационных свойств готовых материалов.
Заявленная группа полезных моделей включает два варианта реализации.
2
1. Однослойный волокнистый нетканый материал с поверхностной плотностью 550-850 г/м. Материал содержит смесь из 70-80 мас.% полиэфирных однокомпонентных волокон с линейной плотностью 0,33-1,7 текс и 20-30 мас.% полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44-1,0 текс. Наиболее предпочтительно использовать полиэфирные однокомпонентные волокна с температурой плавления 240-270°С, длиной резки 50-90 мм, и полиэфирные бикомпонентные волокна типа «ядро-оболочка» длиной резки 50-90 мм, с температурой плавления оболочки 105-115°С. Кроме того, в заявленном по первому варианту материале могут использоваться полиэфирные однокомпонентные волокна из вторичного сырья.
Материал по первому варианту изготавливается следующим образом. Готовят равномерную смесь волокон с заданным соотношением компонентов, осуществляют трепание и чесание смеси, формируют многослойный холст и скрепляют его иглами, путем протаскивания зазубринами волокон из нижних слоев в верхние или наоборот. В случае, когда необходимо получить полотно с ворсованной поверхностью, материал подвергают обработке на структурной иглопробивной машине, в результате чего специальные иглы захватывают пучки волокон из полотна и протягивают их на заданную глубину в щеточный транспортер, в результате чего с одной стороны полотна образуется ворсовая поверхность. После этого полученный волокнистый нетканый материал подвергают обработке в печи термофиксации горячим воздухом при температуре 100-250°С при движении материала в свободном состоянии или на транспортере со скоростью 1,5-6,0 м/мин с целью частичного оплавления оболочки легкоплавких волокон для придания каркасности, дополнительных прочностных характеристик и предотвращения дальнейшей усадки материала.
2
2
2. Двухслойный волокнистый нетканый материал, содержащий первый лицевой слой с поверхностной плотностью 200-300 г/м и второй дублирующий слой с поверхностной плотностью 250-700 г/м. При этом первый слой выполнен из полиэфирных волокон или полипропиленовых волокон или их смеси в любом соотношении. Второй слой содержит смесь из 50 мас.% полиэфирных однокомпонентных волокон с линейной плотностью 0,33-1,7 текс и 50 мас.% полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44-1,0 текс. Наиболее предпочтительно для первого слоя использовать волокна длиной резки 50-90 мм с температурой плавления 240-270°С, а для второго слоя - полиэфирные однокомпонентные волокна длиной резки 50-90 мм с температурой плавления 240-270°С и полиэфирные бикомпонентные волокна типа «ядро-оболочка» длиной резки 50-90 мм, с температурой плавления оболочки 105-115°С.
В заявленном по второму варианту материале первый (лицевой) слой является декоративным, а второй (дублирующий) слой - шумоизоляционным и несущим форму.
2
2
2
2
Выбор поверхностной плотности слоев в двухслойном материале объясняется следующим: уменьшение поверхностной плотности второго дублирующего слоя ниже 250 г/м не позволяет достичь необходимой формоустойчивости деталей после формования, а ее увеличение выше 700 г/м делает полотно экономически не выгодным для производителя и у потребителя возникают дополнительные затраты электроэнергии на прогрев материала при формовании, затрудняется операция обрезки деталей и вырубки технологических отверстий. При этом уменьшение поверхностной плотности первого лицевого слоя ниже 200 г/м ухудшает внешний вид готового изделия и увеличивает степень истираемости материала, а увеличение плотности выше 300 г/м делает материал экономически не выгодным.
Материал по второму варианту изготавливается следующим образом.
Сначала из волокон формируют два отдельных слоя в виде волокнистых нетканых иглопробивных материалов (также как в однослойном материале). Затем производят скрепление слоев, которое может быть осуществлено различными методами:
- - иглопробиванием на иглопробивной машине;
- в печи термофиксации с каландром при помощи адгезива (полиэтиленового или полиэфирного порошка, полиэтиленовой пленки, фенолформальдегидной смолы и т.д.);
- в печи термофиксации с каладром, посредством введения между слоями дополнительного скрепляющего слоя из полиэфирного бикомпонентного волокна.
Пример №1. Однослойный волокнистый нетканый материал с ворсовой поверхностью для формования коврового покрытия пола салона автомобиля состоит из:
полиэфирных однокомпонентных волокон из вторичного сырья с линейной плотностью 0,33 текс, с температурой плавления 240-270°С, длиной резки 50-90 мм - 30%
полиэфирных однокомпонентных волокон из вторичного сырья с линейной плотностью 1,7 текс, с температурой плавления 240-270°С, длиной резки 50-90 мм - 50%
полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44 текс, длиной резки 50-90 мм, с температурой плавления оболочки 105-115°С - 20%.
2
Поверхностная плотность - 750 г/м.
Из полученного дублированного материала вырезают заготовки необходимого размера, формуют ковер пола салона автомобиля, производят обрезку детали по контуру и вырезают технологические отверстия. Дублированный материал, произведенный данным способом, применим для изготовления пола салона всего автомобильного ряда «ВАЗ», «ГАЗ», «УАЗ», «Рено», «ФОРД» и других автозаводов.
Пример №2. Однослойный волокнистый нетканый материал с ворсовой поверхностью для формования обивок багажника автомобиля состоит из:
полиэфирных однокомпонентных волокон из вторичного сырья с линейной плотностью 0,33 текс, с температурой плавления 240-270°С, длиной резки 50-90 мм - 30%
полиэфирных однокомпонентных волокон из вторичного сырья с линейной плотностью 1,7 текс, с температурой плавления 240-270°С, длиной резки 50-90 мм - 50%
полиэфирных бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44 текс, длиной резки 50-90 мм, с температурой плавления оболочки 105-115°С - 20%.
2
Поверхностная плотность - 700 г/м.
Из полученного дублированного материала вырезают заготовки необходимого размера, формуют цельноформованные обивки багажника автомобиля, разрезают деталь пополам, производят обрезку детали по контуру. Дублированный материал, произведенный данным способом, применим для изготовления обивок багажника всего автомобильного ряда «ВАЗ», некоторых моделей «ГАЗ», «УАЗ», «Рено», «ФОРД» и других автозаводов.
Пример №3. Дублированный нетканый материал для формования коврового покрытия пола салона автомобиля.
Дублирующий слой:
бикомпонентные полиэфирных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44 текс, длиной резки 51 мм и температурой плавления оболочки 105°С - 50%
монокомпонентные полиэфирные волокна с линейной плотностью 0,64 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 50%.
2
Поверхностная плотность - 350 г/м.
Лицевой слой - гладкое или ворсованное нетканое полотно:
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 0,33 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 20%.
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 1,7 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 80%.
2
Поверхностная плотность - 300 г/м.
2
Скрепление лицевого и дублирующего слоев проходит посредством нанесения 50 г/м термоадгезивного порошка на основе полиэфира и его сополимеров в печи термофиксации с каландром при температуре 200°С со скоростью движения материала 3,0 м/мин.
Из полученного дублированного материала вырезают заготовки необходимого размера, формуют ковер пола салона автомобиля, производят обрезку детали по контуру и вырезают технологические отверстия. Дублированный материал, произведенный данным способом, применим для изготовления пола салона всего автомобильного ряда «ВАЗ», «ГАЗ»,. «УАЗ», «Рено», «ФОРД» и других автозаводов.
Пример №4. Дублированный нетканый материал для формования коврового покрытия обивок багажника автомобиля.
Дублирующий слой:
бикомпонентные полиэфирных волокон типа «ядро-оболочка» с линейной плотностью 0,44 текс, длиной резки 51 мм и температурой плавления оболочки 105°С - 50%,
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 0,64 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 50%.
2
Поверхностная плотность - 550 г/м.
Лицевой слой - гладкое или ворсованное нетканое полотно:
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 0,33 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 20%.
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 1,7 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 80%.
2
Поверхностная плотность - 300 г/м.
2
Скрепление лицевого и дублирующего слоев проходит посредством нанесения 50 г/м термоадгезивного порошка на основе полиэфира и его сополимеров в печи термофиксации с каландром при температуре 200°С со скоростью движения материала 2,5 м/мин.
Из полученного дублированного материала вырезают заготовки необходимого размера, формуют цельноформованные обивки багажника автомобиля, разрезают деталь пополам, производят обрезку детали по контуру. Дублированный материал, произведенный данным способом, применим для изготовления обивок багажника всего автомобильного ряда «ВАЗ», некоторых моделей «ГАЗ», «УАЗ», «Рено», «ФОРД» и других автозаводов.
Пример №5. Дублированный нетканый материал для формования коврика багажника автомобиля.
Дублирующий слой:
бикомпонентные полиэфирных волокон типа «ядро-оболочка» линейной плотностью 0,44 текс, длиной резки 51 мм и температурой плавления оболочки 105°С - 50%
монокомпонентные полиэфирные волокна с линейной плотностью 0,64 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 50%.
2
Поверхностная плотность - 300 г/м.
Лицевой слой - гладкое или ворсованное нетканое полотно:
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 0,33 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 20%.
монокомпонентные полиэфирные волокна линейной плотностью 1,7 текс, длиной резки 66 мм и температурой плавления 265°С - 80%.
2
Поверхностная плотность - 300 г/м.
Скрепление лицевого и дублирующего слоев проходит посредством полиэтиленовой пленки толщиной 100 мкм, размещенной между лицевым и дублирующим слоями на каландре при температуре 215°С со скоростью движения материала 2,0 м/мин.
Из полученного дублированного материала вырезают коврик багажника автомобиля необходимой конфигурации по лекалу. Дублированный материал, произведенный данным способом, применим для изготовления обивок багажника некоторых моделей «ВАЗ».
Изделия, выполненные из заявленных волокнистых материалов, имеют ряд преимуществ по сравнению с аналогичными латексированными и ламинированными изделиями:
- Экологическая чистота. При формовании латексированных или ламинированных материалов в производственных помещениях наблюдается большая задымленность вредными веществами. Как следствие, возникают большие расходы на содержание мощной вентиляции. Формование дублированных ковров происходит без выделения вредного дыма и газа, т.к. отсутствует химическое связующее.
Возможность использования возвратных отходов. Отходы латексированных изделий не подлежат переработке и повторному использованию и направляются на утилизацию. Отходы дублированных изделий можно разрабатывать во вторичное сырье и вкладывать в шумоизоляцию, что снизит себестоимость продукции и сократит расходы по утилизации.
- Технологичные. Значительно снижена трудоемкость при последующей обработке материалов (вырезке, вырубке), что снижает себестоимость продукта.
- Облегченная конструкция. Полученные материалы позволяют снизить общую массу изделия при сохранении формоустойчивости, качественного внешнего вида, прочностных и износостойких характеристик, что позволяет снизить цену изделия.
- Низкая себестоимость. Предлагаемые дублированные ковры значительно дешевле существующих, т.к. отсутствует латекс. Снижение общей массы изделия так же снижает себестоимость.
- Безопасность. Скорость горения значительно ниже, т.к. отсутствуют связующие химические вещества в полотне и при скреплении слоев.
- Износостойкость. Легкоплавкие волокна при температурной обработке превращаются в полимер, затвердевают, не позволяя другим волокнам отделятся от поверхности материала и истираться.
Следует отметить, что заявленная полезная модель не ограничена частными случаями ее реализации, приведенными в описании, при этом вся приведенная совокупность существенных признаков направлена на достижения указанного технического результата.