RU2365687C1 - Needle-punched fabric and method of its production - Google Patents
Needle-punched fabric and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365687C1 RU2365687C1 RU2007146790/12A RU2007146790A RU2365687C1 RU 2365687 C1 RU2365687 C1 RU 2365687C1 RU 2007146790/12 A RU2007146790/12 A RU 2007146790/12A RU 2007146790 A RU2007146790 A RU 2007146790A RU 2365687 C1 RU2365687 C1 RU 2365687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- needle
- punched
- binder
- woven
- fibers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.The invention relates to a technology for the production of nonwoven materials and can serve as the basis for the production of construction, decoration and other similar materials.
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.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, 400 с.; Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: 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.].It is known that the production of non-woven materials, representing canvases and products made from fibers, yarns or other types of materials without the use of spinning and weaving, in comparison with traditional methods of production, for example, textile products is distinguished by its simplicity of technology, increased productivity of equipment, a wide range of fabrics . Non-woven materials with various operational properties, made in an automated production environment, have a wide range of functional capabilities, which are provided both through the use of a variety of raw materials, and methods for producing non-woven materials [Ozerov B.V., Gusev V.E. Designing the production of nonwoven materials. M .: Light and food industry, 1984, 400 p .; Bershev E.N. and other non-woven materials production technology. M .: Light and food industry, 1982, 352 p .; Petrova I.N., Andropov V.F. Assortment, properties and application of nonwoven materials. M .: Legprombytizdat, 1991, 208 p .; Bershev E.N. and others. Physico-chemical and combined methods for the production of nonwoven materials. M .: Legprombytizdat, 1993, 353 p.].
Однако независимо от назначения нетканого материала любой материал в своем сегменте должен обладать комплексом хороших физико-химических свойств.However, regardless of the purpose of the nonwoven material, any material in its segment should have a combination of good physicochemical properties.
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, неровность 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.In order to obtain the best complex of physicochemical and consumer properties of a nonwoven material in the corresponding segment, it is necessary to choose the material structure and the method of forming the desired structure correctly. The structure of the fibrous layer (canvas), as a rule, is characterized by the thickness of the carding and the canvas, the number of additions of the carding, the unevenness of the carding and the canvas, the proportion of fibers in the mixture, the fiber material, the location of the fibers (straightness and length ratio, orientation angle), fiber length, fiber diameter, fiber thickness distribution, the presence or absence of a skeleton layer, its structure, puncture density, puncture depth, adhesive and adhesive bonds.
Способы могут включать, например, такие действия, как подготовка и смешивание волокна, замасливание, чесание, формирование волокнистого слоя, иглопрокалывание, каландрирование, термоусадка, и могут характеризоваться эффективностью разрыхления сырья, эффективностью трепания, составом эмульсии и связующего, коэффициентом неравномерности распределения волокна, скоростью прочеса, линейной скоростью движения холста, температурой термической обработки и т.п.The methods may include, for example, actions such as preparing and mixing the fiber, oiling, scratching, forming the fibrous layer, needle pricking, calendering, heat shrinkage, and can be characterized by the efficiency of loosening of raw materials, the efficiency of scuffing, the composition of the emulsion and binder, the coefficient of uneven distribution of fiber, speed weaving, linear speed of the canvas, the temperature of the heat treatment, etc.
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 нее с постоянным шагом, равным 20-50 мм, и скрепленные с матрицей по всей поверхности под действием температуры и давления.Known armored composite geotextile material containing a matrix of non-woven filter material and reinforcing elements [see Description to the patent of the Russian Federation No. 2103439, M. cl. ЕСС 5/20, 11/16, publ. January 27, 1998]. The material used as reinforcing elements is strips of unidirectional roving glass fiber, pre-impregnated with thermoplastic adhesive, placed on the matrix along it with a constant pitch of 20-50 mm, and bonded to the matrix over the entire surface under the influence of temperature and pressure.
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.It is assumed that the material has good operational properties due to hardening with glass fiber, and can also be used in the construction of structures associated with the construction of various kinds of embankments, and may in some cases exclude the construction of traditional concrete, reinforced concrete, stone and other anti-rock structures.
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.However, it is impossible to fabricate in a similar manner a canvas of sufficient strength intended for the production of bitumen-polymer materials, since thermoplastic bonding is reversible and will be destroyed during the production of bitumen-polymer material.
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 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/м2.The closest to the claimed solution for the purpose, technical nature and the achieved result when using is non-woven needle-punched material containing a non-woven fabric of synthetic fibers, reinforcing threads and a binder, while the reinforcing threads are made of fiberglass and are evenly spaced along the non-woven fabric [see Description of US Patent No. 5118550, M. cl.
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/см2 на глубину 12 мм. Нетканый иглопробивной материал имеет поверхностную плотность 107 г/м2 при 20°С, предел прочности 320 Н и относительное удлинение 2,2%, при 180°С соответственно 200 Н и 2,2%.The linear density of glass reinforcing glass fibers with a diameter of 9 μm is 2.8-272 tex, they are evenly spaced at a distance of 2 to 30 mm and can be associated with a non-woven fabric either by heating, or by needle piercing, or by heating, and needle piercing. Needle piercing is performed with a density of 50 pr / cm 2 to a depth of 12 mm. The nonwoven needle-punched material has a surface density of 107 g / m 2 at 20 ° C, a tensile strength of 320 N and an elongation of 2.2%, at 180 ° C, respectively, 200 N and 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.The nonwoven needle-punched material described above is intended for use as a sealing layer, primary or secondary carpet, for hardening a tiled roof, for bituminizing, etc.
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.The disadvantage of the material described above is the high cost due to the complexity of the process associated with the production of continuous canvas from the melt, the technological complexity and, consequently, the production cost associated with the need to use the device to obtain two layers of continuous synthetic fibers obtained from the melt. In addition, the strength properties of a two-layer material formed by endless filaments obtained from a melt do not satisfy the requirements of modern bitumen-polymer production, which reduces the functionality of a nonwoven material.
Известен способ получения нетканого материала, включающий получение волокнистого холста, его иглопробивание, термопрессование на горячих каландрах [см. описание к патенту РФ №2182613, М. кл. D04H 1/48, опубл. 20.05.2002 г.]. Холст получают на валичной чесальной машине, при этом для получения холста используют бикомпонентные волокна с линейной плотностью 0,64 текс, с температурой плавления сердечника 110°С и оболочки 180°С, при температуре термообработки 90-110°С в течение 1-2 мин, плотность прокалывания составляет 35-50 пр/см2 и глубина до 2 мм.A known method of producing non-woven material, including obtaining a fibrous canvas, its needling, heat pressing on hot calendars [see Description to the patent of the Russian Federation No. 2182613, M. cl.
Полученный таким способом материал обладает поверхностной плотностьюThe material obtained in this way has a surface density
100-150 г/м2, толщиной 0,29-0,56 мм, объемной плотностью 0,205-0,424 г/см3, воздухопроницаемостью 67,359-133,164 дм3/см2·с, пылеулавливающей способностью 0,565-0,583. Однако производительность способа низкая, не более 3-5 м/мин, а поверхностная плотность материала неоднородна вследствие нестабильности технологического процесса.100-150 g / m 2 , a thickness of 0.29-0.56 mm, bulk density 0.205-0.424 g / cm 3 , air permeability of 67.359-133.164 dm 3 / cm 2 · s, dust removal capacity 0.565-0.583. However, the productivity of the method is low, not more than 3-5 m / min, and the surface density of the material is heterogeneous due to the instability of the process.
Известен также способ получения нетканого иглопробивного материала, включающий формирование волокнистого холста, иглопрокалывание и тепловую прокатку на каландре [см. описание к патенту РФ №2246565, М. кл. В04Н 1/48, опубл. 20.02.2005 г.]. При этом тепловую обработку иглопробивного материала проводят при температуре валка 130-220°С с предпочтительной скоростью прокатки на каландре 3-5 м/мин.There is also known a method for producing non-woven needle-punched material, including the formation of a fibrous canvas, needle piercing and heat rolling on a calender [see Description to the patent of the Russian Federation No. 2246565, M. cl.
В результате осуществления способа получают нетканый иглопробивной материал, выполненный из волокнистого холста, полученного из полиэфирного волокна линейной плотности 0,17-2,0 текс или смеси бикомпонентных волокон, характеризующийся плотностью иглопрокалывания 50-250 пр/см2 и поверхностной плотностью 400 г/м2.As a result of the method, a non-woven needle-punched material is obtained made of a fibrous canvas obtained from a polyester fiber with a linear density of 0.17-2.0 tex or a mixture of bicomponent fibers, characterized by a needle piercing density of 50-250 pr / cm 2 and a surface density of 400 g / m 2 .
Предлагаемый способ позволяет получить прочность нетканого материала доThe proposed method allows to obtain the strength of the nonwoven material up to
160-180 Н по длине и до 53-65 Н по ширине при жесткости 6,0-6,7 сН по длине и 3,3-3,8 сН по ширине.160-180 N in length and up to 53-65 N in width with a stiffness of 6.0-6.7 cN in length and 3.3-3.8 cN in width.
Как и в предыдущем случае, способ имеет низкую производительность 3-5 м/мин, которая определяется скоростью прокатки материала на каландре.As in the previous case, the method has a low productivity of 3-5 m / min, which is determined by the speed of rolling the material on the calender.
Известен также способ производства нетканого полотна с поверхностной плотностью 100 г/м2 и шириной 2 м, при котором полотно получают путем экструзии полимерных нитей толщиной 7 дтекс, полученное полимерное полотно, упрочненное стеклянными нитями, подвергают иглопробиванию, создавая 50 пр/см2 при глубине 12 мм. После иглопробивания полотно обрабатывают на каландре по S-образному пути при температуре 235°С и давлении 25 daN/см со скоростью 13 м/мин, которая обеспечивает контакт между двумя роликами в течение 15 сек [см. описание к патенту США №5118550, М. кл. В05D 1/14, от 02.06.1992 г.].There is also known a method of producing a non-woven fabric with a surface density of 100 g / m 2 and a width of 2 m, in which the fabric is obtained by extruding polymer fibers with a thickness of 7 dtex, the resulting polymer fabric reinforced with glass fibers is needle punched, creating 50 pr / cm 2 at a depth 12 mm. After needle-punched, the fabric is treated on a calender along an S-shaped path at a temperature of 235 ° C and a pressure of 25 daN / cm at a speed of 13 m / min, which provides contact between two rollers for 15 seconds [see Description of US Patent No. 5118550, M. cl.
В результате получают нетканый иглопробивной материал с поверхностной плотностью 107 г/м2, с пределом прочности 18,0 daN и относительным удлинением 2,2% при 20°С, а также соответственно 5,2 daN и 2,2% при 180°С.The result is a non-woven needle-punched material with a surface density of 107 g / m 2 , with a tensile strength of 18.0 daN and an elongation of 2.2% at 20 ° C, as well as 5.2 daN and 2.2% at 180 ° C, respectively. .
Способ обеспечивает производительность 13 м/мин, однако он технологически очень сложный, поскольку предполагает получение непрерывных нитей холста непосредственно из расплава полимера. Любое отклонение от заданного режима получения нитей из расплава приводит к неравномерностям распределения волокна, к нарушению однородности поверхностной плотности.The method provides a productivity of 13 m / min, however it is technologically very complex, since it involves the production of continuous canvas threads directly from the polymer melt. Any deviation from the specified mode of obtaining filaments from the melt leads to uneven distribution of the fiber, to a violation of the uniformity of surface density.
Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является способ получения нетканого материала, включающий рыхление, эмульсирование смеси, формирование холста на чесальных машинах, пропитку холста связующим, сушку, термообработку и охлаждение [см. описание к патенту РФ №2057217, М. кл. D04H 1/64, опубл. 27.03.1996 г.]. Способ предусматривает смешивание волокна, вылежку после эмульсирования и обработку холста водным раствором состава, содержащего неионогенное поверхностно-активное вещество, кремнийорганическое соединение или их смесь и дубящее вещество. Обработку указанным составом либо совмещают с эмульсированием, либо проводят после формирования холста.The closest to the claimed solution for the purpose, technical nature and the achieved result when using is a method for producing non-woven material, including loosening, emulsifying the mixture, forming the canvas on the carding machines, impregnating the canvas with a binder, drying, heat treatment and cooling [see Description to the patent of the Russian Federation No. 2057217, M. cl.
Предлагаемый способ позволяет получить прочность нетканого материала доThe proposed method allows to obtain the strength of the nonwoven material up to
160-180 Н по длине и до 53-65 Н по ширине при жесткости 6,0-6,7 сН по длине и 3,3-3,8 сН по ширине.160-180 N in length and up to 53-65 N in width with a stiffness of 6.0-6.7 cN in length and 3.3-3.8 cN in width.
Однако способ не обеспечивает однородности механических свойств материала вдоль полотна, что ограничивает его функциональные возможности.However, the method does not ensure uniformity of the mechanical properties of the material along the web, which limits its functionality.
Поэтому целью заявляемых технических решений являются повышение однородности нетканого материала, расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала и снижение стоимости.Therefore, the purpose of the claimed technical solutions is to increase the homogeneity of the nonwoven material, expand the functionality of the nonwoven needle-punched material and reduce the cost.
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 изобретению 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.This goal is achieved by the fact that in the known non-woven needle-punched material containing a non-woven fabric of synthetic fibers, reinforcing threads and a binder, while the reinforcing threads are made of fiberglass and are evenly spaced along the non-woven fabric, according to the invention, the non-woven fabric is made of two internal longitudinal webs and two external transverse webs held together by needle-piercing, while between the layer of longitudinal internal and one external transverse webs, the reinforcement is uniformly arranged fiberglass yarn.
Согласно изобретению связующее в сухом материале составляет 15-17%.According to the invention, the binder in the dry material is 15-17%.
Согласно изобретению в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.According to the invention, acrylostyrene latex is used as a binder.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления нетканого иглопробивного материала, включающем рыхление, кардочесание, эмульсирование смеси, формирование прочесов на чесальных машинах, иглопробивание, каландрирование, термофиксацию, пропитку холста связующим, сушку и охлаждение, согласно изобретению после рыхления и кардочесания вначале формируют холст из двух продольных прочесов, на который равномерно укладывают упрочняющие нити, и накрывают его с двух сторон поперечными непрерывными прочесами, обрабатывают на иглопробивных машинах, затем выравнивают материал путем натяжения, каландрируют с последующей термофиксацией и пропиткой связующим, после чего материал сушат и обрабатывают на холодном каландре.This goal is achieved by the fact that in the known method for the manufacture of non-woven needle-punched material, including loosening, carding, emulsifying the mixture, forming cardings on carding machines, needle-punching, calendering, heat setting, impregnation of the canvas with a binder, drying and cooling, according to the invention, they are first formed after loosening and carding canvas from two longitudinal webs, on which reinforcing threads are evenly laid, and cover it on both sides with transverse continuous webs, I process needled on machines then aligned material by tension calendered followed by impregnation with a binder and heat-setting, after which the material is dried and treated with a cold calender.
Согласно изобретению эмульсирование осуществляют составом лиманол в количестве 0,15-0,16 мас.% от массы волокна путем распыления.According to the invention, emulsion is carried out with the composition of limanol in the amount of 0.15-0.16 wt.% By weight of the fiber by spraying.
Согласно изобретению иглопробивание осуществляют не менее чем в два этапа - предварительный и основной.According to the invention, needle piercing is carried out in at least two stages - preliminary and main.
Согласно изобретению в качестве упрочняющих нитей используют стекловолокно.According to the invention, fiberglass is used as reinforcing threads.
Согласно изобретению адгезионное соединение волокон осуществляют на каландрах при температуре 212-220°С и времени контакта 15-20 сек.According to the invention, the adhesive bonding of the fibers is carried out on calendars at a temperature of 212-220 ° C and a contact time of 15-20 seconds.
Согласно изобретению выравнивание осуществляют при натяжении 900-1100 Н/м.According to the invention, the alignment is carried out under a tension of 900-1100 N / m.
Согласно изобретению термофиксацию осуществляют при температуре 218-230°С в течение 14-22 сек.According to the invention, the heat setting is carried out at a temperature of 218-230 ° C for 14-22 seconds.
Согласно изобретению в качестве связующего используют латекс акрилостирольный.According to the invention, acrylostyrene latex is used as a binder.
Согласно изобретению окончательную сушку выполняют в два этапа при температурах 140-210°С в течение 60-90 сек.According to the invention, the final drying is carried out in two stages at temperatures of 140-210 ° C for 60-90 seconds.
Высокие прочностные и другие механические характеристики полученного материала обеспечивают указанные выше параметры технологического процесса.High strength and other mechanical characteristics of the obtained material provide the above process parameters.
Как видно из описания сущности заявляемых решений, они отличаются от прототипов и, следовательно, являются новыми.As can be seen from the description of the essence of the claimed solutions, they differ from prototypes and, therefore, are new.
Решения также обладают изобретательским уровнем. В основу изобретения 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, что 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.Solutions also have an inventive step. The basis of the invention is the task of improving non-woven needle-punched material. Due to the implementation of the non-woven fabric of two internal longitudinal webs and two external transverse webs connected by needle piercing, while reinforcing fibers of fiberglass are uniformly located between the longitudinal longitudinal webs and one external transverse webs, a new technical result is achieved, namely that the surface density is stabilized, specific breaking load increases. Due to this, on the one hand, the uniformity of the nonwoven material is increased, the functionality of the material in a certain segment of the product is expanded, and on the other hand, it becomes possible to significantly accelerate the production of bitumen-polymer materials while maintaining a stable geometry of the product, which reduces the cost of the material as a whole.
Известен двухслойный материал из синтетических волокон, скрепленных иглопрокалыванием [см. описание к а.с. 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%.Known two-layer material of synthetic fibers bonded by needle-piercing [see Description to A.S. USSR No. 646000, M. cl.
Однако описанный выше материал не обладает техническими характеристиками, предъявляемыми к материалам для производства полимерно-битумных кровельных мембран, вследствие высокого содержания усадочных волокон.However, the material described above does not have the technical characteristics of materials for the production of polymer-bitumen roofing membranes, due to the high content of shrink fibers.
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».The proposed material is fundamentally different from the known one in that it is formed of mutually perpendicular webs with elongated, but retaining curls, fibers bonded to the reinforcing threads with polymer fibers of a nonwoven fabric obtained by needle-piercing. Glass fibers reinforcing longitudinally relative to the nonwoven web are located under one of the outer transverse webs, which gives the nonwoven fabric higher mechanical properties compared to materials with the external arrangement of the reinforcing yarns. The outer layers of the transverse webs are a flat endless accordion.
Предлагаемый способ также обладает изобретательским уровнем. В основу изобретения поставлена также задача улучшения способа изготовления нетканого иглопробивного материала. Вследствие того что после рыхления и кардочесания формируют холст из двух продольных прочесов, на которые равномерно укладывают упрочняющие нити, и накрывают его с двух сторон поперечными непрерывными прочесами, обрабатывают на иглопробивных машинах, затем выравнивают материал путем натяжения, каландрируют с последующей термофиксацией и пропиткой связующим, после чего материал сушат и обрабатывают на холодном каландре, обеспечивается новый технический результат, который заключается в том, что стабилизируется поверхностная плотность, повышается удельная разрывная нагрузка нетканого иглопробивного материала. 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.The proposed method also has an inventive step. The basis of the invention is also the task of improving the method of manufacturing a non-woven needle-punched material. Due to the fact that after loosening and carding, a canvas is formed of two longitudinal webs, on which reinforcing threads are evenly laid, and covered on both sides with transverse continuous webs, processed on needle-punched machines, then the material is leveled, tensioned, calendered, followed by heat setting and binder impregnation, after which the material is dried and processed on a cold calender, a new technical result is achieved, which means that the surface density is stabilized , Increased specific breaking load needled nonwoven material. Due to this, on the one hand, the uniformity of the nonwoven material is increased, the functionality of the material in a certain segment of the product is expanded, and on the other hand, it becomes possible to significantly accelerate the production of bitumen-polymer materials while maintaining a stable geometry of the product, which reduces the cost of the material as a whole.
В литературе рассмотрена возможность формирования волокнистых холстов с продольно-поперечной ориентацией волокон [см. Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с.86], когда на прочес с продольной ориентацией волокон, выработанный несколькими чесальными машинами, предполагается нанесение прочеса с поперечной ориентацией волокон. При этом предполагается, что волокнистые холсты с продольно-поперечной ориентацией волокон должны отличаться высокой прочностью при растяжении в продольном и поперечном направлениях, стабильностью размеров и эластичностью, и, однако, указывается, что для изготовления таких холстов необходима сложная расстановка оборудования и имеются определенные трудности при обслуживании цепочки машин [см. там же].In the literature, the possibility of forming fibrous canvases with longitudinal-transverse orientation of the fibers is considered [see Bershev E.N. and other non-woven materials production technology. M .: Light and food industry, 1982, p. 86], when a weave with a transverse orientation of the fibers is supposed to be applied to a weave with a longitudinal orientation of fibers produced by several carding machines. At the same time, it is assumed that fibrous canvases with longitudinal-transverse orientation of the fibers should have high tensile strength in the longitudinal and transverse directions, dimensional stability and elasticity, but, however, it is indicated that the manufacture of such canvases requires complex arrangement of equipment and there are certain difficulties with machine chain maintenance [see ibid.].
Известна также возможность производства иглопробивных нетканых материалов, включающая приготовление смеси волокон, образование волокнистого холста, иглопрокалывание, пропитку связующим, сушку и термообработку. Отмечено также, что иногда для обеспечения необходимой прочности иглопробивного материала применяют каркасный материал в виде тканого полотна, сетки, пленки и др., который располагают под волокнистым холстом или в середине холста [см. там же, стр.270-271].Also known is the possibility of producing needle-punched non-woven materials, including the preparation of a mixture of fibers, the formation of a fibrous canvas, needle piercing, impregnation with a binder, drying and heat treatment. It was also noted that sometimes, to ensure the necessary strength of needle-punched material, frame material is used in the form of a woven fabric, mesh, film, etc., which is placed under a fibrous canvas or in the middle of the canvas [see ibid., pp. 270-271].
Предлагаемый способ принципиально отличается от известных способов тем, что реализует поперечные прочесы в виде бесконечной плоской «гармошки», предлагает новую последовательность известных приемов получения нетканого материала, дополненную такими операциями, как: «…вначале формируют холст из двух продольных прочесов, на него равномерно укладывают упрочняющие нити и накрывают его с двух сторон поперечными непрерывными прочесами, обрабатывают его на иглопробивных машинах, затем выравнивают материал путем натяжения, каландрируют с последующей термофиксацией и пропиткой связующим, после чего материал сушат и обрабатывают на холодном каландре». Сочетание таких операций, как «…выравнивание материала путем натяжения…», «... соединение волокон путем адгезии…», «…термофиксация…» и «…обработка на холодном каландре…», обеспечивает не только ускоренный темп производства, но и такие свойства готового продукта, как повышенная однородность распределения волокна и однородность поверхностной плотности, что, в свою очередь, определяет повышенную прочность, сопротивляемость усадке и др.The proposed method is fundamentally different from the known methods in that it implements transverse webs in the form of an endless flat "accordion", offers a new sequence of known methods for producing non-woven material, supplemented by operations such as: "... first form a canvas of two longitudinal webs, lay it evenly on it hardening threads and cover it on both sides with transverse continuous webs, process it on needle-punched machines, then level the material by tension, calender with osleduyuschey impregnation and heat-setting the binder, after which the material is dried and treated with a cold calender ". The combination of such operations as "... alignment of the material by tension ...", "... bonding of the fibers by adhesion ...", "... heat setting ..." and "... processing on cold calendars ..." provides not only an accelerated production rate, but also such properties of the finished product, such as increased uniformity of fiber distribution and uniformity of surface density, which, in turn, determines increased strength, resistance to shrinkage, etc.
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.The proposed technical solutions are industrially applicable and used in the industrial production of nonwoven needle-punched material of the RUNO 140 RF, RUNO 150 RF, RUNO 160 RF, RUNO 170 RF, RUNO 180 RF, RUNO 200 RF, RUNO 250 RF brands.
Фиг.1 - схема расположения прочесов.Figure 1 - layout of the webs.
Фиг.2 - схема укладки поперечных прочесов.Figure 2 is a diagram of the laying of transverse webs.
Фиг.3 - структура нетканого иглопробивного материала.Figure 3 - structure of non-woven needle-punched material.
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 3.Non-woven needle-punched material (Fig.1-3) contains two
Способ получения нетканого материала осуществляют следующим образом. Вначале смешивают волокнистое сырье, если предполагается изготавливать прочес из смеси волокон. Смешивание и разрыхление осуществляют на трепальных машинах до получения однородной массы плотностью 14-20 кг/м3. Затем осуществляют эмульсирование смеси, для чего предварительно готовят раствор, состоящий из смеси антистатика 6-8% и воды остальное. В качестве антистатика используют лиманол в количестве 0,15-0,16 мас.% от массы волокна. Смесь для эмульсирования в виде распыла наносят на волокно в трубопроводах. После добавления в смесь волокон раствора для эмульсирования осуществляют рыхление до получения однородной массы плотностью 14-20 кг/м3. Обработанное таким образом сырье представляет собой волокнистую массу, состоящую из различных по размеру клочков волокон. Клочки волокон различных видов недостаточно равномерно распределены в смеси, а отдельные волокна перепутаны между собой. Для получения из неоднородной массы продукта высокого качества в виде волокнистого прочеса волокнистую массу обрабатывают на чесальных машинах для разъединения спутанных клочков и пучков на отдельные волокна, выделения сорных примесей, частичного распрямления и ориентации волокон в одном направлении. Прочес служит исходной структурой для формирования холста, снимаемого со съемного барабана чесальной машины. Их укладывают друг на друга с заданным числом сложений с помощью механических транспортеров преобразователей прочесов. Таким образом, происходит формирование холста из 4 прочесов. Между одним поперечным прочесом и продольными подают упрочняющие стекловолоконные нити марки ЕС9 68 Z20 Т6С Н8 S12 Е4. Затем прочесы уплотняют на первой иглопробивной машине, создавая механические связи в холсте. После уплотнения холст поступает на вторую иглопробивную машину, на которой создают дополнительные механические связи как между волокнами прочесов, так и между волокнами прочесов и стекловолоконными нитями. Сформированный окончательно холст выравнивают путем натяжения с нагрузкой 900-1100 Н/м и осуществляют адгезионное соединение волокон, для чего обрабатывают на каландрах при температуре 212-220°С и скорости движения холста 14-19 м/мин. При этом время контакта волокон с каландром не превышает 15-20 сек. После обработки на каландрах волокна термофиксируют (в камере ТЕРМОБОНДЕРА) с помощью горячего воздуха при температуре 218-230°С в течение 14-22 сек. После обработки на каландрах выполняют пропитку холста связующим. В качестве связующего используют, например, акрилостирольный латекс Acronal S 888 S в количестве 15-17 мас.%.A method of obtaining a nonwoven material is as follows. Initially, the fibrous raw material is mixed, if it is intended to make a comb from a mixture of fibers. Mixing and loosening is carried out on bobbin machines until a homogeneous mass with a density of 14-20 kg / m 3 is obtained. Then the mixture is emulsified, for which a solution is previously prepared consisting of a mixture of an antistatic agent of 6-8% and the rest of the water. As an antistatic agent, limanol is used in an amount of 0.15-0.16 wt.% By weight of the fiber. The spray emulsion mixture is applied to the fiber in pipelines. After adding the emulsion solution to the fiber mixture, loosening is carried out until a homogeneous mass with a density of 14-20 kg / m 3 is obtained. The raw material thus treated is a fibrous mass consisting of fiber fragments of different sizes. Shreds of fibers of various types are not evenly distributed in the mixture, and individual fibers are intertwined. In order to obtain a high-quality product in the form of a fibrous fiber from a non-uniform mass, the fibrous mass is processed on carding machines to separate tangled shreds and bundles into separate fibers, weed out impurities, partially straighten and orient the fibers in one direction. The weave serves as the initial structure for the formation of the canvas removed from the removable drum of the carding machine. They are stacked on top of each other with a given number of additions using mechanical conveyor belts converters. Thus, the formation of a canvas of 4 weaves occurs. Reinforcing fiberglass yarns of the EC9 68 Z20 T6C H8 S12 E4 type are fed between one transverse weave and the longitudinal ones. Then the webs are sealed on the first needle-punched machine, creating mechanical bonds in the canvas. After compaction, the canvas enters the second needle-punched machine, on which additional mechanical bonds are created both between the fibers of the webs, and between the fibers of the webs and fiberglass yarns. The canvas formed finally is leveled by tension with a load of 900-1100 N / m and the fibers are adhesively bonded, for which they are processed on calendars at a temperature of 212-220 ° C and a canvas speed of 14-19 m / min. The contact time of the fibers with the calender does not exceed 15-20 seconds. After processing on calendars, the fibers are thermofixed (in the THERMOBONDER chamber) using hot air at a temperature of 218-230 ° C for 14-22 sec. After processing on the calendars, the canvas is impregnated with a binder. As a binder, for example, Acronal styrene Acronal S 888 S latex in an amount of 15-17 wt.% Is used.
Заканчивают процесс получения нетканого иглопробивного материала сушкой при температуре 140-210°С в течение 60-90 сек, дополнительной термообработкой и охлаждением. Охлаждение осуществляют, пропуская материал между полыми валами холодного каландра, температура которого находится в пределах 8-20°С. Эту операцию выполняют для предотвращения слипания материала при формировании рулонов готовой продукции. Примеры осуществления способа приведены в таблице 2.The process of obtaining a nonwoven needle-punched material is completed by drying at a temperature of 140-210 ° C for 60-90 sec, additional heat treatment and cooling. Cooling is carried out by passing the material between the hollow shafts of the cold calender, the temperature of which is in the range of 8-20 ° C. This operation is performed to prevent sticking of the material when forming rolls of finished products. Examples of the method are shown in table 2.
140 г/м2
Example 1
140 g / m 2
170 г/м2
Example 2
170 g / m 2
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.As can be seen from the description of the technical essence of the material and examples of its implementation, as well as from the characteristics of the properties of the material, the proposed technical solution allows to obtain a material that has 30-40% higher strength properties than known foreign analogues, and, therefore, wider functional opportunities.
Как видно из описания сущности способа и примера его осуществления, он не имеет технологически сложных операций, обладает достаточно высокой производительностью и обеспечивает получение нетканого иглопробивного материала с улучшенными техническими свойствами для данного сегмента, а именно битуминизированных строительных, отделочных и других подобных материалов.As can be seen from the description of the essence of the method and an example of its implementation, it does not have technologically complex operations, has a sufficiently high productivity and provides non-woven needle-punched material with improved technical properties for this segment, namely, bituminized building, finishing and other similar materials.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146790/12A RU2365687C1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Needle-punched fabric and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146790/12A RU2365687C1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Needle-punched fabric and method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007146790A RU2007146790A (en) | 2009-07-10 |
| RU2365687C1 true RU2365687C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41045123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007146790/12A RU2365687C1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Needle-punched fabric and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2365687C1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465034C2 (en) * | 2011-01-24 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" | Multilayer nonwoven filtration material |
| RU2618468C2 (en) * | 2015-09-28 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук (ИБ КарНЦ РАН) | Method for obtaining bionic nonwoven material and device for its implementation |
| RU171895U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-20 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU172166U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-29 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU172167U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-29 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU172165U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-29 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU2654411C2 (en) * | 2016-09-26 | 2018-05-17 | Дмитрий Исакович Файнер | Non-woven needle-punched material (embodiments) |
| RU2655357C2 (en) * | 2012-12-20 | 2018-05-25 | Джонс Мэнвилл Юроп Гмбх | Filter material |
| RU2798544C1 (en) * | 2022-11-15 | 2023-06-23 | Общество с ограниченной ответственностью "КОМИТЕКС ГЕО" | Method for producing non-woven material |
-
2007
- 2007-12-17 RU RU2007146790/12A patent/RU2365687C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465034C2 (en) * | 2011-01-24 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" | Multilayer nonwoven filtration material |
| RU2655357C2 (en) * | 2012-12-20 | 2018-05-25 | Джонс Мэнвилл Юроп Гмбх | Filter material |
| RU2618468C2 (en) * | 2015-09-28 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук (ИБ КарНЦ РАН) | Method for obtaining bionic nonwoven material and device for its implementation |
| RU171895U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-20 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU172166U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-29 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU172167U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-29 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU172165U1 (en) * | 2016-09-26 | 2017-06-29 | Дмитрий Исакович Файнер | Nonwoven needle-punched material |
| RU2654411C2 (en) * | 2016-09-26 | 2018-05-17 | Дмитрий Исакович Файнер | Non-woven needle-punched material (embodiments) |
| RU2798544C1 (en) * | 2022-11-15 | 2023-06-23 | Общество с ограниченной ответственностью "КОМИТЕКС ГЕО" | Method for producing non-woven material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007146790A (en) | 2009-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2365687C1 (en) | Needle-punched fabric and method of its production | |
| KR101434077B1 (en) | Method for producing a flat semi-finished product from fiber composite material | |
| EP1200668B1 (en) | Laminates including two or more layers of organic synthetic filament non-wovens and glass woven webs and scrims | |
| RU2596099C2 (en) | Method for production of hydraulically bound non-woven material | |
| US4151023A (en) | Method for the production of a nonwoven fabric | |
| US4320167A (en) | Nonwoven fabric and method of production thereof | |
| KR100218638B1 (en) | Method for producing a nonwoven and nonwoven thereby obtained | |
| RU2345183C1 (en) | Method for making nonwoven needled felt | |
| US3044146A (en) | Composite fibrous glass bodies | |
| US5396689A (en) | Process for obtaining a composite textile structure based on nonwoven fibrous sheets | |
| EA006914B1 (en) | Complex sheet comprising a drylaid veil of glass fibres, and a nonwoven fabric of organic fibres | |
| US2943379A (en) | Papermaker's felt | |
| CZ148796A3 (en) | Fibrous structure for preparing composite materials and process for preparing thereof | |
| US3257259A (en) | Method of making non-woven fabrics | |
| JPH1053949A (en) | Base inliner, its production and its use | |
| RU2357029C2 (en) | Nonwoven needled material | |
| RU2357028C2 (en) | Nonwoven needled material | |
| JPH0453986B2 (en) | ||
| US20080233825A1 (en) | Articles Including High Modulus Fibrous Material | |
| EP1233097B1 (en) | Substrate for tufted carpet and process of manufacturing | |
| WO1995014803A1 (en) | Multi-layered needle punched nonwoven fabric, production and uses thereof | |
| CN106958078B (en) | High-temperature insulation aramid felt and preparation method thereof | |
| RU2360050C2 (en) | Method for manufacture of nonwoven needle-punching material reinforced with mesh | |
| RU69079U1 (en) | NONWOVE NEEDLE-PUNCHING MATERIAL | |
| RU72979U1 (en) | NONWOVE NEEDLE-PUNCHING MATERIAL |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151218 |