МАТЕРИАЛ ИГЛОПРОБИВНОЙ НЕТКАНЫЙ

Полезная модель относится к области изоляционных материалов, а именно к иглопробивным нетканым материалам (ИПМ) на основе специальных волокон, а именно, базальтовых волокон, предназначенным для использования, в частности, в качестве основы для изготовления мягких и полужестких тепло-, звукоизоляционных материалов для применения в строительстве, авиастроении, производстве пассажирских вагонов, лифто-строении и т.д.
Уровень техники
В настоящее время известно широкое применение базальтовых волокон в различных нетканых материалах (например, RU 2074913, SU 595439, SU 1693143, JP 2006002429, JP 2008045239). Однако во всех указанных документах базальтовые волокна используют в качестве дополнительных волокон, из которых изготавливают нетканый материал. Также известные материалы не всегда имеют достаточные эксплуатационные характеристики, в частности, по прочности, теплоизоляции, звукопоглощению.
Сущность полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является исключение недостатков указанных выше материалов и создание такого материала, который позволяет повысить энергоэффективность, огнезащиту, долговечность и экологическую чистоту при строительстве.
Эта задача с достижением указанного технического результата решается применением иглопробивного нетканого материала, который состоит из непрерывных базальтовых волокон с диаметром от 6 до 13 мкм и длинною от 70 до 110 мм, которые соединяют между собой, пропуская их через
3
иглопробивное устройство. При этом толщина получаемого материала составляет от 5 до 25 мм, где материал с толщиною от 5 до 12,5 мм изготавливают за один технологический цикл, а материал с толщиною, оставшейся из указанного выше предела от 5 до 25 мм, изготавливают за два технологических цикла. Дополнительной особенностью материала по настоящей полезной модели состоит в том, что его ширина составляет от 600 до 1800 мм, его длина составляет до 10 м, а его плотность составляет от 80 до 200 кг/м с допустимым отклонением в 10%.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Предлагаемый иглопробивной нетканый материал (ИПМ) представляет собой волокнистый материал с толщиною от 5 до 25 мм (что в первую очередь зависит от применяемого в производстве оборудования), состоящий из хаотически расположенных в горизонтальной плоскости базальтовых волокон с диаметром от 6 до 13 мкм и длинною от 70 до 110 мм, скрепленных между собой многократным поперечным иглопрокалыванием тех же волокон с помощью игл с зазубринами. Пределы диаметров базальтовых волокон обусловлены следующим. В настоящее время не существует технологии получения непрерывного базальтового волокна с диаметром элементарной нити меньше 6 мкм, а волокна с диаметром более 13 мкм не применимы вследствие их высокой ломкости при переработке в материал ИПМ (в результате высокий процент брака и отходов). Указанные выше длины базальтовых волокон выбраны на основе полученных экспериментальных данных и являются универсальными и оптимальными, и не зависят от способа получения первичного волокнистого холста.
Предлагаемый иглопробивной нетканый материал (ИПМ) получают посредством применения технологической линии (ИПЛ), состоящей из питателя-разрыхлителя (П-1), чесальной машины (ЧВ 12-180Ш), преобразователя
прочеса (ПП-201), иглопробивной машины (ИМ-1800 М) и устройства резки и намотки (УРН-1800).
Загрузка питателя П-1 линии ИПЛ производится вручную и только после пуска в работу чесальной (холстоформирующей) машины ЧВ 12-180Ш.
На питающий транспортер питателя П-1 укладывается слой волокна и разволокненных отходов в соотношении - 5:20 к 1 весовых частей толщиной 100-200 мм. При загрузке питателя необходимо следить, чтобы вместе с волокном или отходами в питатель не попали посторонние предметы. С питающего транспортера материал передается на наклонную игольчатую решетку. Ее иглы захватывают клочки волокнистого материала и переносят его от питающей к разравнивающей решетке. Иглы разравнивающей решетки, перемешаясь навстречу иглам питающей решетки, растаскивают крупные клочки на более мелкие, которые затем сбрасываются с помощью съемного барабана в приемную часть пневмопровода для транспортирования к чесальной машине. Качество рыхления волокна в питателе П-1 зависит от плотности и влажности перерабатываемого волокна и обеспечивается регулированием отношения скоростей игольчатой решетки и питающего транспортера и изменением разводок между разравнивающей и игольной решетками. Нужная разводка осуществляется изменением положения разравнивающей решетки и устанавливается по шкале. Следовательно, на питателе-смесителе происходит рыхление, частичная очистка и смешивание волокон. Для лучшего разрыхления разводка должна быть минимальной (5-10 мм.).
Разрыхленное и перемешанное в питателе П-1 волокно подается на узел приемного барабана чесальной машины ЧВ 12-180Ш, состоящего из питающей решетки, уплотнительного валика, двух питающих валиков, чистительного валика и приемного барабана. Совершив с приемным барабаном примерно пол-оборота, волокнистый материал подводится к барабану предпрочеса. С барабана предпрочеса все волокно снимается перегонным барабаном и передается на главный барабан основного прочесывателя, состоящего также
из четырех рабочих и съемных валиков, двух бегунов с надбегунниками и подбегунниками и двух съемных барабанов. Для обеспечения плавного пуска машины на валу электродвигателя установлена центробежная муфта. Съем прочеса со съемных барабанов осуществляется с помощью виброгребней типа ВГ. Виброгребень состоит из полотна, держателей, трубы и через цанговый зажим жестко соединен с одним концом торсиона, установленного в трубе. Вывод прочеса из машины осуществляется транспортером преобразователя прочеса ПП-201. Преобразователь прочеса предназначен для получения волокнистого холста необходимой толщины и ширины путем многократного сложения первичного холста, снимаемого с чесальной машины ЧВ 12-180Ш.
Волокнистый холст, попадая в иглопробивную машину, подвергается воздействию игольной доски, оснащенной пробивными иглами с зазубринами. В зоне иглопрокалывания холст находится между перфорированными очистительным и подкладочным столами. Подкладочный стол поддерживает холст и служит для регулирования глубины прокалывания. Иглопробивная машина дополнительно оснащена вариатором, позволяющим изменять скорость движения волокнистого потока на этапе чесальная машина - подающий транспортер - оттяжные валики, тем самым, увеличивая или уменьшая поверхностную плотность волокнистого холста, поступающего в иглопробивную машину. Сформированное нетканое иглопробивное полотно поступает на устройство резки и намотки УРН-1800, где на накатных валах происходит формирование рулонов.
После намотки полотна в рулон заданной длины происходит его съем, взвешивание и транспортировка на площадку полуфабриката для дальнейшего использования на дублирующей линии.
Для получения иглопробивных полотен с толщиной >12,5 и до 25 мм используют вторую технологическую линию (дублирующую линию).
Рулоны полуфабриката, полученные на технологической линии ИПЛ, последовательно располагаются на раскатном транспортере дублирующей линии. Для фиксации рулонов в держателях используются металлические скалки. При движении раскатного транспортера происходит разматывание рулонов, дублирование и подача сформированного комплекта в зону иглопрокалывания между очистительным и подкладочным столами машины ИМ-1800М. Игольный стол совершает возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении.
При движении игольного стола вниз и вверх иглы прокалывают волокнистый полуфабрикат, зазубринами захватывают волокна и перемещают их в вертикальной плоскости, тем самым, скрепляя слои между собой.
После многократного прокалывания полуфабрикат приобретает определенную плотность, прочность и преобразуется в иглопробивное полотно.
В зависимости от необходимой толщины и объемной плотности иглопробивного полотна плотность и глубину прокалывания необходимо менять.
Иглопробивное полотно с помощью валиков выводится из машины и поступает на устройство резки и намотки УРН-1800, где происходит обрезка кромок и формирование рулонов заданной длины.
3
Таким образом, на выходе получают ИПМ с требуемой шириной (от 600 до 1800 мм) и длинной (до 10 м). Ширина в 600 мм является оптимальным для теплоизоляционных материалов применяемых в строительстве, а максимальная ширина в 1800 мм обусловлена применяемым иглопробивным оборудованием. При этом длина да 10 м вызвана удобством транспортировки и перемещения (рулон более 10 м тяжелый, более 10 кг, и имеет большие габариты). При этом плотность получаемого ИПМ может иметь значения от 80 до 200 кг/м с допустимым отклонением в 10% (в зависимости от его применения).
Проведенные эксперименты показали, что получаемый материал ИПМ имеет высокие эксплуатационные характеристики, которые приведены в Таблице 1.
Табл.1
Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К
0,035 (при 10°С) 0,037 (при 25°С) 0,050 (при 124°С) 0,077 (при 300°С)
Прочность на сжатие при 10% - деформации, кПа
4,9
Предел прочности при растяжении, кПа
36,8
Предел прочности на отрыв слоев, кПа
1,9
Паропроницаемость, мг/м*ч*Па
0,28
Водопоглощение по массе, %, не более
1,2
Температурный диапазон, в котором может эксплуатироваться ИПМ без потери прочностных свойств, °С
-200...+900
Коэффициент звукопоглощения
0,95...0,99