RU2008383C1

RU2008383C1 - Method for production of nonwoven material

Info

Publication number: RU2008383C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Борисович Кашеваров
Original assignee: Юрий Борисович Кашеваров
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: production of nonwoven materials. SUBSTANCE: method involves making fibers from plastic materials and forming a netting from longitudinally and transversely laid fibers. Before forming the net, the fibers for longitudinal placement are passed between metal rolls to shape them into a tape 3-4 mm thick, 10-15 microns wide. While forming the net, cut-up transverse fibers 10-15 microns in diameter are placed on longitudinal fibers then the layer of placed relatively perpendicular fibers is passed between metal rolls at the temperature of plastic deformations of cut-up fibers. Said rolls spaced at a clearance of 10 microns flatten transverse fibers and force them into longitudinal fibers at points of their intersection. EFFECT: higher efficiency. 3 cl

Description

Изобретение относится к текстильной технологии производства материалов из волокон пластмасс. The invention relates to textile technology for the production of materials from plastic fibers.

Известен способ производства текстильных материалов из волокон пластмасс, например из стекловолокна, путем изготовления нитей, состоящий из нескольких десятков волокон, которые затем на ткацких станках превращаются в тканые материалы. A known method for the production of textile materials from fibers of plastics, for example fiberglass, by the manufacture of yarns, consisting of several tens of fibers, which are then turned into woven materials on looms.

Однако этот способ изготовления материалов сложен, дорог, имеет малую производительность и ограничивает возможность создания материалов с большим диапазоном разнообразия полезных качеств. However, this method of manufacturing materials is complicated, expensive, has low productivity and limits the ability to create materials with a wide range of useful qualities.

Цель изобретения - упростить технологию изготовления волокна. The purpose of the invention is to simplify the technology of manufacturing fibers.

Способ предусматривает изготовление нетканого полотна из волокон двух видов - продольных и поперечных, различающихся по форме поперечного сечения, его площади и температуре пластической деформации этих волокон, а также по функциональному назначению в изготавливаемом полотне. Продольные и поперечные волокна, составляющие полотно, могут быть из стекла, базальта, стекла (один вид волокна) и базальта (другой вид волокна), стекла и капрона или нейлона (или других пластмасс), базальта и пластмасс, капрона и нейлона или других пластмасс. The method involves the manufacture of a non-woven fabric from two types of fibers - longitudinal and transverse, differing in cross-sectional shape, its area and the temperature of plastic deformation of these fibers, as well as the functional purpose of the fabric. The longitudinal and transverse fibers that make up the web can be made of glass, basalt, glass (one type of fiber) and basalt (another type of fiber), glass and nylon or nylon (or other plastics), basalt and plastics, nylon and nylon or other plastics .

В зависимости от требований эксплуатации эти полотна могут иметь пропитку лаками, клеями, смолами и другими веществами. В зависимости от назначения полотна могут и при температуре пластических деформаций поперечных волокон формироваться в многослойные полосы из одинаковых или различных материалов полотен, состоящих из различного числа (от 2-х до 20-ти и более) их слоев. Depending on the requirements of use, these canvases can be impregnated with varnishes, glues, resins and other substances. Depending on the purpose, the webs can also be formed at multilayer strips of identical or different materials of webs, consisting of a different number (from 2 to 20 or more) of their layers, at the temperature of plastic deformations of the transverse fibers.

В зависимости от формы изделий, для изготовления которых используется полоса полотна, она может формироваться с помощью штампов при температуре пластических деформаций волокон, составляющих полотна полосы. Depending on the shape of the products for the manufacture of which a strip of fabric is used, it can be formed using dies at the temperature of plastic deformation of the fibers that make up the strip fabric.

Способ изготовления полосы полотна, например, из волокон стекла (базальта) заключается в следующем. A method of manufacturing a strip of fabric, for example, of glass fibers (basalt) is as follows.

Волокно, выходящее непрерывным рядом из печи с расплавленной массой через отверстия фильер, прокаткой через стальные валки превращают в ленточные волокна с толщиной в 3-4 мкм и шириной в 10-15 мкм с промежутками между ленточными волокнами от 3 до 15 мкм. На движущийся ряд ленточных волокон наносят в направлении, перпендикулярном направлению движения, резаное волокно диаметром в 10-15 мкм и длиной, равной ширине ряда ленточного волокна, при температуре деформации резаного волокна, температура плавления которого должна быть ниже температуры ленточного волокна. Движущийся ряд ленточного волокна с нанесенным на него более редким рядом резаного волокна пропускают между стальными катками с зазором в 10 мкм, при этом резаное волокно вдавливается в промежутки между ленточным волокном и расплющивается в местах пересечения с ленточным волокном, не деформирующимся при этой температуре, в результате ленточные волокна скрепляются между собой резаными волокнами в нетканое полотно. The fiber coming out continuously from the furnace with molten mass through the openings of the dies is rolled into steel fibers with a thickness of 3-4 microns and a width of 10-15 microns with gaps between the ribbon fibers from 3 to 15 microns by rolling through steel rolls. A cut fiber with a diameter of 10-15 μm and a length equal to the width of a row of tape fibers is applied to a moving row of tape fibers in a direction perpendicular to the direction of movement at a deformation temperature of the cut fiber, the melting temperature of which should be lower than the temperature of the tape fiber. A moving row of ribbon fiber coated with a rarer row of cut fiber is passed between steel rollers with a gap of 10 μm, while the cut fiber is pressed into the gaps between the ribbon fiber and is flattened at the intersection with the ribbon fiber that does not deform at this temperature, as a result tape fibers are fastened together by cut fibers into a non-woven fabric.

Полотно складывают в несколько (до 50 и более) слоев и при температуре пластической деформации резаного стекловолокна пропускают через стальные валики, расстояние между которыми равно произведению числа слоев полотна на 6-8 мкм, при этом верхние поверхности резаного волокна каждого нижнего полотна вдавливаются в промежутки между ленточными волокнами каждого верхнего полотна, в результате чего получается полоса многослойного полотна, обладающего необходимой прочностью и пластичностью, которая наматывается на шпульку, образуя рулон. The canvas is folded into several (up to 50 or more) layers and, at the temperature of plastic deformation of the cut glass fiber, they are passed through steel rollers, the distance between which is equal to the product of the number of fabric layers by 6-8 μm, while the upper surfaces of the cut fiber of each lower fabric are pressed into the gaps between ribbon fibers of each upper web, resulting in a strip of multilayer web with the necessary strength and ductility, which is wound on a bobbin, forming a roll.

Если необходимо получить полосу многослойного полотна с участками сферических и других поверхностей, не развертывающихся на плоскость, то полосу, сложенную в несколько слоев, полотна с помощью штампов формируют при температуре пластических деформаций ленточного волокна в требуемые поверхности толщиной, равной произведению числа слоев полотна на 6-8 мкм, при этом также происходит соединение слоев полотна. Затем полученные полосы рулонного стеклополотна (базальтового и стеклобазальтового полотна) пропитывают лаком, не смачивающимся водой, и покрывают клеем или силикатной краской, придающих полотну газо- и водонепроницаемость. If it is necessary to obtain a strip of a multilayer web with parts of spherical and other surfaces that do not expand onto a plane, then a strip folded into several layers, the web using dies, is formed at the temperature of plastic deformation of the ribbon fiber into the required surface with a thickness equal to the product of the number of web layers by 6- 8 microns, while also connecting the layers of the canvas. Then, the obtained strips of a rolled fiberglass cloth (basalt and glass-basalt cloth) are impregnated with varnish that is not wettable by water and coated with glue or silicate paint, which imparts gas and water tightness to the cloth.

Полосы рулонного стеклополотна, например магнийалюминосиликатного состава ленточных стекловолокон, имеют среднее значение предела прочности при разрыве до 400 кг/мм² общей площади сечения ленточного волокна в направлении этого волокна. Пропитка полос стекловолокна лаком повышает их прочность еще на 80-100 (Стекло. - Справочник. М. : Стройиздат, 1973, с. 351-352). В результате полосы стеклополотна выдерживают в 3 - 4 раза большие нагрузки на разрыв, чем лучшие сорта листовой стали равного суммарного поперечного сечения с ленточным стекловолокном, при удельном весе стекла (в 2,45 г/см³), в 3 раза меньшем удельного веса стали (7,8 г/см³). Следовательно, при равной массе стеклополотна и листовой стали стеклополотно (и стекловолокна) выдерживает в 10 раз большую нагрузку на разрыв, чем листовая сталь лучших сортов. При этом стеклополотно благодаря своей химической стойкости в несколько раз долговечнее стали под воздействием внешней среды. Такие свойства полос стеклополотна дают возможность его эффективного применения вместо кровельного железа для покрытия крыш, изготовления трубопроводов различного назначения (газо, водо- и нефтепроводов, пульпопроводов, трубопроводов для химически активных веществ), применения в авто-, авио- и дирижаблестроении, электротехнике и строительстве, при создании бытовых предметов и технических деталей. Хорошая прозрачность стекла позволяет эффективно применять полосы стеклополотна для остекления оконных рам южных районов страны и в летних помещениях, при этом многократно удешевляется перевозка рулонов полос стеклополотна и сам процесс остекления, так как стеклополотно в 10 раз тоньше и легче стекла и режется ножницами, а не алмазом, приклеивается к рамам владельцем дома, а не стекольщиком. При этом стеклополотно может пропускать воздух, но не пропускать пыль, сажу и насекомых, для этого нужно подобрать только соответствующие промежутки между ленточными стекловолокнами.Strips of rolled fiberglass, for example, the magnesium-aluminum-silicate composition of tape glass fibers, have an average tensile strength at break of up to 400 kg / mm ^{2 of the} total cross-sectional area of the tape fiber in the direction of this fiber. The impregnation of glass fiber strips with varnish increases their strength by another 80-100 (Glass. - Reference. M.: Stroyizdat, 1973, S. 351-352). As a result, fiberglass strips withstand 3–4 times greater tensile loads than the best grades of sheet steel of equal total cross-section with tape fiberglass, with a specific gravity of glass (2.45 g / cm ³ ), 3 times less than the specific gravity of steel (7.8 g / cm ³ ). Consequently, with the equal weight of the fiberglass and sheet steel, the fiberglass (and fiberglass) can withstand 10 times greater tensile load than sheet steel of the best grades. At the same time, due to its chemical resistance, glass-cloth is several times more durable than steel under the influence of the external environment. Such properties of fiberglass strips make it possible to use it effectively instead of roofing iron for roofing, manufacturing pipelines for various purposes (gas, water and oil pipelines, slurry pipelines, pipelines for chemically active substances), applications in auto, aircraft and airship building, electrical engineering and construction when creating household items and technical details. The good transparency of the glass makes it possible to effectively use fiberglass strips for glazing the window frames of the southern regions of the country and in summer rooms, while transporting rolls of fiberglass strips and the glazing process are many times cheaper, since the fiberglass is 10 times thinner and lighter than glass and is cut with scissors rather than diamond glued to the frames by the owner of the house, not by a glazier. At the same time, a fiberglass can let air through, but not let dust, soot and insects pass, for this you need to select only the appropriate gaps between the tape fiberglass.

Специальные рамы с 4 - 5 полосами стеклополотна, разделенными воздушными промежутками, могут быть легче и дешевле обычных и имеют меньшую теплопроводность, чем обычные рамы с двойными стеклами. Special frames with 4 to 5 strips of fiberglass, separated by air gaps, can be lighter and cheaper than conventional ones and have lower thermal conductivity than conventional double-glazed frames.

Полосы рулонного стеклополотна как материала негорючего и не выделяющего вредных испарений могут быть применены для отделки внутренних помещений зданий вместо обоев и пластмасс, применяемых для этих целей в настоящее время. Stripes of rolled fiberglass as a non-combustible material and not emitting harmful fumes can be used for interior decoration of buildings instead of wallpaper and plastics currently used for these purposes.

Для придания полоскам стеклополотна разнообразной расцветки могут быть использованы волокна из окрашенных стекол, при этом поперечные и продольные волокна могут иметь разные цвета. Кроме того, по полученному фону, образованному цветными волокнами, может накладываться цветной узор с помощью валиков способом нанесения узоров на обои. Для этой цели лучше всего использовать силикатные эмали, разработанные лабораторией эмалирования УралНИИчермета и освоенные на 60 заводах Союза и фирм ФРГ. To give the strips a fiberglass of various colors, fibers of colored glasses can be used, while the transverse and longitudinal fibers can have different colors. In addition, according to the background formed by colored fibers, a colored pattern can be superimposed using the rollers by the method of applying patterns to the wallpaper. For this purpose, it is best to use silicate enamels developed by the enameling laboratory of UralNIIchermet and mastered at 60 factories of the Union and German companies.

Для придания поверхности полосы стеклополотна рельефных рисунков полосы могут прокатываться в процессе их изготовления из нескольких слоев стеклополотна через валики с рельефными рисунками, а не с гладкой поверхностью. Стеклополосы такого вида могут заменить кафельные плитки на кухне и санузлах жилых домов, что уменьшает стоимость отделочных работ в несколько раз. To give the surface of a strip of fiberglass embossed patterns, strips can be rolled during their manufacture from several layers of fiberglass through rollers with embossed patterns, rather than with a smooth surface. Glass stripes of this kind can replace tiles in the kitchen and bathrooms of residential buildings, which reduces the cost of finishing work several times.

Способ изготовления полос полотна из нейлона и капрона может быть аналогичным указанному способу получения полосы из стекловолокна. В результате получают материал, из которого можно изготовить различные предметы народного потребления от колготок непосредственно из полотна до одежды и обуви из искусственной кожи, получаемой нанесением поливинилхлоридной пленки на полосу капроно-нейлонового полотна. A method of manufacturing strips of fabric from nylon and kapron may be similar to the specified method for producing strips of fiberglass. The result is a material from which various consumer goods can be made from tights directly from the canvas to clothing and artificial leather shoes obtained by applying a polyvinyl chloride film to a strip of nylon-nylon fabric.

При изготовлении капроно-нейлонового полотна волокна из капрона и нейлона могут быть в несколько раз большего диаметра, чем при изготовлении стеклополотна, так как они более эластичны, чем стекловолокно. Используя это свойство пластмасс, в ряде случаев отпадает необходимость в изготовлении полос из нескольких капроно-нейлоновых полотен, поскольку прочность одного капроно-нейлонового полотна может быть достаточной при соответствующем подборе поперечного сечения волокон. В этом случае процесс изготовления только капрон или только нейлонового полотна может быть следующим:
на движущийся ряд капроновых (нейлоновых) волокон наносится в направлении, перпендикулярном направлению движения, резаное капроновое (нейлоновое) волокно и при температуре пластической деформации капронового (нейлонового) волокна производится прокатка ряда между стальными катками с зазором, в 2-3 раза меньшим диаметра волокон. При этом происходит одновременно неразъемное соединение продольных и поперечных волокон в полотно и их расплющивание в ленточное волокно, которое по сравнению с волокном круглого сечения более эластично, имеет большую площадь поверхности и придает поверхности полотна меньшую ребристость и шероховатость.In the manufacture of a nylon-nylon fabric, the fibers from nylon and nylon can be several times larger in diameter than in the manufacture of fiberglass, as they are more flexible than fiberglass. Using this property of plastics, in some cases there is no need to make strips of several nylon-nylon fabrics, since the strength of one nylon-nylon fabric can be sufficient with an appropriate selection of the fiber cross-section. In this case, the manufacturing process only nylon or only nylon fabric can be as follows:
on a moving row of nylon (nylon) fibers is applied in a direction perpendicular to the direction of motion, cut nylon (nylon) fiber and at a temperature of plastic deformation of the nylon (nylon) fiber, a series is rolled between steel rollers with a gap 2-3 times smaller than the diameter of the fibers. In this case, at the same time, the longitudinal and transverse fibers are indivisibly connected into the web and flattened into a ribbon fiber, which is more elastic in comparison with a round fiber, has a larger surface area and gives the surface of the web less ribbing and roughness.

Для электронных приборов (телевизоров, магнитофонов, радиоприемников, ЭВМ и др. ) могут использоваться стекловолоконные полосы с включением в них полотна из продольно-ленточных металлических нитей, которые в процессе изготовления полос стекловолокна соединяются с проводником тока, проходящим по краю полосы стеклополотна. Такие полосы стеклополотна с заземленным проводником могут предохранять аппаратуру от зарядов статистического электричества, а также экранировать ее узлы от излучения электромагнитных волн. Возможно также использование полотен из ленточных металлических нитей и резаных стекловолокон для изготовления конденсаторов, многожильного проводника и др. устройств. (56) Патент СССР N 660601, кл. D 04 H 3/00, 1979. For electronic devices (televisions, tape recorders, radios, computers, etc.), fiberglass strips can be used with the inclusion of sheets of longitudinal tape metal threads, which during the manufacture of fiberglass strips are connected to a current conductor passing along the edge of the fiberglass strip. Such strips of a fiberglass with a grounded conductor can protect the equipment from charges of statistical electricity, as well as shield its nodes from electromagnetic radiation. It is also possible to use canvases from tape metal threads and cut glass fibers for the manufacture of capacitors, multi-core conductors and other devices. (56) USSR patent N 660601, cl. D 04 H 3/00, 1979.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING NONWOVEN MATERIAL, including the manufacture of fibers from plastic materials and the formation of a mesh of longitudinally and transversely laid fibers, characterized in that, in order to simplify the manufacturing technology of fibers, used for longitudinal laying before forming the mesh is rolled between metal rollers, giving them a shape tapes with a thickness of 3-4 microns and a width of 10-15 microns, when forming a mesh on the longitudinal fibers lay cut transverse fibers with a diameter of 10-15 microns, and then pass a layer laid in perpendicular fibers at the temperature of plastic deformation of the cut fibers between metal rolls installed with a gap of 10 μm, flattening the transverse fibers and pushing them into the longitudinal fibers at the points of their intersection.

2. The method according to p. 1, characterized in that the fabric is formed of several nets, folding them into several layers, followed by passing at a temperature of plastic deformation of the cut fibers between the metal rolls with a gap between the latter equal to the product of the number of layers by 6-8 microns.

3. The method according to p. 1, characterized in that the longitudinal and transverse fibers are made of fiberglass or nylon, or nylon, or longitudinal - of basalt, and the transverse of fiberglass.