НЕТКАНЫЙ ИГЛОПРОБИВНОЙ МАТЕРИАЛ

Полезная модель относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.
Известно, что производство нетканых материалов, представляющих собой полотна и изделия, изготовляемые из волокон, нитей или других видов материалов без применения прядения и ткачества, по сравнению с традиционными способами производства, например, текстильной продукции, отличается простотой технологии, повышенной производительностью оборудования, многочисленным ассортиментом полотен. Нетканые материалы с разнообразными эксплуатационными свойствами, изготовленные в условиях автоматизированных производств, обладают широким спектром функциональных возможностей, которые обеспечиваются как за счет использования разнообразного сырья, так и способов получения нетканых материалов. [Озеров Б.В., Гусев В.Е. Проектирование производства нетканых материалов. М.: Изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1984, 400 с.; Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1982, 352 с.; Петрова И.Н., Андропов В.Ф. Ассортимент, свойства и применение нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1991, 208 с.; Бершев Е.Н. и др. Физико-химические и комбинированные способы производства нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1993, 353 с.].
Однако независимо от назначения нетканого материала любой материал в своем сегменте должен обладать комплексом хороших физико-химических свойств.
Для получения наиболее лучшего комплекса физико-химических и потребительских свойств нетканого материала в соответствующем сегменте необходимо
правильно выбрать структуру материала и способ формирования желаемой структуры. При этом структуру волокнистого слоя (холста) как правило характеризуют толщина прочеса и холста, число сложений прочеса, неровнота прочеса и холста, доля волокон в смеси, материал волокна, расположение волокон (коэффициент распрямленности и протяженности, угол ориентации), длина волокна, диаметр волокна, распределение волокон по толщине, наличие или отсутствие каркасного слоя, его структура, плотность проколов, глубина проколов, наличие связующего и адгезионных связей.
Известен армодренажный композитный геотекстильный материал, содержащий матрицу из нетканого фильтрующего материала и армирующие элементы [см. описание к патенту РФ №2103439, М. кл. Е01С 5/20, 11/16, опубл. 27.01.1998 г.]. В материале в качестве армирующих элементов использованы полосы из однонаправленного ровингового стекложгута, предварительно пропитанные термопластовым клеем, размещенные на матрице вдоль ее с постоянным шагом равным 20-50 мм и скрепленные с матрицей по всей поверхности под действием температуры и давления.
Предполагается, что материал обладает хорошими эксплуатационными свойствами, вследствие упрочнения стекложгутом, и может быть также использован при возведении сооружений, связанных с возведением разного рода насыпей, и может в некоторых случаях исключить возведение традиционных бетонных, железобетонных, каменных и других противообвальных сооружений.
Однако, изготовить подобным образом холст достаточной прочности, предназначенный для производства битумно-полимерных материалов, невозможно, поскольку термопластическое скрепление обратимо и будет разрушено в процессе производства битумно-полимерного материала.
Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно
2
расположены вдоль нетканого полотна [см. описание к патенту США №5118550, М. кл. B05D 1/14, от 02.06.1992 г.]. Нетканое полотно содержит два слоя из непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава смеси полибутилена и терефталата в пропорции 87%/13% соответственно с линейной плотностью 7 дтекс и поверхностной плотностью полотна 100 г/м.
2
2
Линейная плотность упрочняющих стеклянных нитей диаметром 9 мкм составляет 2,8-272 текс, они равномерно расположены на расстоянии от 2 до 30 мм, и могут быть связаны с нетканым полотном либо нагреванием, либо иглопробиванием, либо и нагреванием, и иглопробиванием. Иглопробивание выполнено с плотностью 50 пр/см, на глубину 12 мм. Нетканый иглопробивной материал имеет поверхностную плотность 107 г/м при 20°С предел прочности 320 Н и относительное удлинение 2,2%, при 180°С, соответственно, 200 Н и 2,2%.
Описанный выше нетканый иглопробивной материал предназначен для использования в качестве герметизирующего слоя, первичного или вторичного коврового покрытия, для упрочнения крыши покрытой черепицей, для битуминизации и т.п.
Недостатком описанного выше материала является высокая стоимость вследствие сложности технологического процесса, связанного с получением непрерывных нитей холста из расплава, технологическая сложность и, как следствие, стоимость производства, связанная с необходимостью использовать устройство для получения двух слоев непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава. Кроме того, прочностные свойства двухслойного материала, образованного бесконечными нитями, полученными из расплава, не удовлетворяют требованиям современного битумно-полимерного производства, что снижает функциональные возможности нетканого материала.
Поэтому целью заявляемого технического решения является повышение однородности нетканого материала, расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала и снижение стоимости.
Поставленная цель достигается тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, согласно полезной модели, нетканое полотно выполнено из двух внутренних продольных прочесов и двух наружных поперечных прочесов, скрепленных иглопробиванием, при этом между слоем продольных внутренних и одним наружным поперечным прочесом равномерно расположены упрочняющие нити из стекловолокна.
Согласно полезной модели, связующее в сухом материале составляет 15-17%.
Согласно полезной модели, в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
Как видно из описания сущности заявляемого решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.
В основу полезной модели поставлена задача улучшения нетканого иглопробивного материала. Вследствие выполнения нетканого полотна из двух внутренних продольных прочесов и двух наружных поперечных прочесов, связанных иглопрокалыванием, при этом между слоем продольных внутренних и одним наружным поперечным прочесом равномерно расположены упрочняющие нити из стекловолокна, обеспечивается новый технический результат, заключающийся в том, стабилизируется поверхностная плотность, повышается удельная разрывная нагрузка. За счет этого, с одной стороны, повышается однородность нетканого материала, расширяются функциональные возможности материала в определенном сегменте продукции, а, с другой стороны, появляется возможность существенно ускорить процесс производства битумно-полимерных материалов при сохранении стабильной геометрии продукции, что снижает стоимость материала в целом.
Известен двухслойный материал из синтетических волокон, скрепленных иглопрокалыванием [см. описание к авт. св. СССР №646000, М. кл. D04H 1/46, опубл.
05.02.1979 г.]. Каждый слой этого материала содержит неусадочные волокна с длиной резки от 60 до 90 мм и усадочные волокна с длиной резки от 80 до 100 мм, линейной плотностью 1,00-1,67 текс и гигроскопичностью до 4%, причем направление ориентации одного слоя перпендикулярно направлению ориентации волокон другого слоя. Материал также характеризуется тем, что каждый слой содержит неусадочных волокон в количестве 7-80%, а усадочных (не вытянутых) - от 20 до 30%.
Однако описанный выше материал не обладает техническими характеристиками, предъявляемыми к материалам для производства полимерно-битумных кровельных мембран вследствие высокого содержания усадочных волокон.
Предлагаемый материал принципиально отличается от известного тем, что образован из взаимно перпендикулярных прочесов с вытянутыми, но сохраняющими завитки волокнами, скрепленными с упрочняющими нитями полимерными волокнами нетканого полотна, полученными иглопробиванием. Продольные относительно нетканого полотна упрочняющие нити из стекловолокна расположены под одним из наружных поперечных прочесов, что придает нетканому материалу более высокие механические свойства, в сравнении с материалами с наружным расположением упрочняющих нитей. Наружные слои поперечных прочесов представляют собой плоскую бесконечную «гармошку».
Предлагаемые технические решения промышленно применимы и использованы при промышленном производстве нетканого иглопробивного материала марок _РУНО 140 RF, РУНО 150 RF, РУНО 160 RF, РУНО 170 RF, РУНО 180 RF, РУНО 200 RF, РУНО 250 RF.
Фиг.1 Схема расположения прочесов.
Фиг.2 Схема укладки поперечных прочесов.
Фиг.3 Структура нетканого иглопробивного материала.
Нетканый иглопробивной материал (фиг.1-3) содержит два прочеса 1 вдоль материала и два непрерывных поперечных прочеса 2, схема укладки которых показана на
фиг.2. Прочесы выполнены из волокон длиной 76-80 мм и линейной плотностью 4,1-4,8 дтекс, сохраняют 3-5 завитков 3. Упрочняющие нити 4 выполнены из стекловолокна с линейной плотностью 68-75 текс. Нити 4 стекловолокна расположены на расстоянии 7-10 мм (фиг.3) при ширине материла 1,01-3,05 м. В качестве связующего использован латекс акрилостирольный, содержание которого в сухом материале составляет 15-17%. Параметры и свойства иглопробивного материала представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1.
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Число прочесов
4
4
4
4
Материал волокна
полиэстер
полиэстер
полиэстер
полиэстер
Длина волокна, мм
75-80
75-80
75-80
75-80
Плотность укладки армирующих нитей 1/см
1
1
1
1
Связующее, %
15-17% в сухом материале
15-17% в сухом материале
15-17% в сухом материале
15-17% в сухом материале
Плотность проколов, 1/см<sup>2</sup>
130-160
130-160
130-160
130-160
Глубина проколов, мм
От 9 до 12
От 9 до 12
От 9 до 12
От 9 до 12
Толщина материала, мм
0,7
0,8
0.9
1
Таблица 2
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Поверхностная плотность материала, г/м<sup>2</sup>
140
150
160
170
Разрывная нагрузка по длине, Н
490
520
560
620
Разрывная нагрузка по ширине, В
270
280
300
330
Разрывное удлинение по длине, ±10%
21
21
22
22
Разрывное удлинение по ширине, ±10%
28
28
29
29
Толщина материала, мм, ±8%
0,8
0,8
0,9
1,0
Как видно из описания технической сущности материала и примеров его осуществления, а также из характеристики свойств материала, предлагаемое техническое решение позволяет получить материал, который обладает на 30-40% более высокими прочностными свойствами, чем известные зарубежные аналоги и, следовательно, более широкими функциональными возможностями.