RU72979U1

RU72979U1 - NONWOVE NEEDLE-PUNCHING MATERIAL

Info

Publication number: RU72979U1
Application number: RU2007146791/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Белявцев; Дмитрий Исакович Файнер
Original assignee: Александр Николаевич Белявцев; Дмитрий Исакович Файнер
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2008-05-10

Abstract

Полезная модель относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов. Целью заявляемого технического решения является повышение однородности нетканого материала, расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала и снижение стоимости. 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. Из описания технической сущности материала и примеров его осуществления, а также из характеристики свойств материала видно, что 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.The utility model relates to the technology of production of nonwoven materials and can serve as the basis for the production of construction, decoration and other similar materials. The aim of the proposed technical solution is to increase the homogeneity of the nonwoven material, expand the functionality of the nonwoven needle-punched material and reduce the cost. The utility model is based on the task of improving the nonwoven 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, reinforcing fiberglass threads are evenly spaced between the longitudinal internal webs and one external transverse webs, a new technical result is achieved, namely, the surface density is stabilized, and the specific breaking load. 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 is 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 . 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, it can be seen that the proposed solution allows to obtain a material that has 30-40% higher strength properties than known foreign analogues and, therefore, wider functionality .

Description

Полезная модель относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.The utility model relates to the technology of 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.: 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.].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, and a large assortment paintings. Non-woven materials with various operational properties, manufactured in automated production conditions, 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 .: Publishing house Light and food industry, 1984, 400 p .; Bershev E.N. and other non-woven materials production technology. M .: publishing house 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 To obtain the best complex of physico-chemical and consumer properties of non-woven material in the corresponding segment, it is necessary

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.choose the right structure of the material and the method of forming the desired structure. In this case, the structure of the fibrous layer (canvas) is usually characterized by the thickness of the weave and the canvas, the number of additions of the weave, the unevenness of the weave 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 , the distribution of fibers by thickness, the presence or absence of a skeleton layer, its structure, density of punctures, depth of punctures, the presence of a binder and adhesive bonds.

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.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 are strips of unidirectional roving glass fiber, previously impregnated with thermoplastic glue, 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 make a canvas of sufficient strength in this way, 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 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 evenly

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.located along the non-woven fabric [see Description of US Patent No. 5118550, M. cl. B05D 1/14, dated 02/06/1992]. The non-woven fabric contains two layers of continuous synthetic yarns obtained from a melt of a mixture of polybutylene and terephthalate in a proportion of 87% / 13%, respectively, with a linear density of 7 dtex and a surface density of the fabric of 100 g / m 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/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 from 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.

Поэтому целью заявляемого технического решения является повышение однородности нетканого материала, расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала и снижение стоимости.Therefore, the purpose of the proposed technical solution 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 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.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 a utility model, the non-woven fabric is made of two internal longitudinal webs and two outer transverse webs held together by needle punching, while between the layer of longitudinal inner and one outer transverse webs are uniformly arranged fiberglass numbing threads.

Согласно полезной модели, связующее в сухом материале составляет 15-17%.According to a utility model, the binder in the dry material is 15-17%.

Согласно полезной модели, в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.According to a utility model, acrylic styrene latex is used as a binder.

Как видно из описания сущности заявляемого решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.As can be seen from the description of the essence of the proposed solution, it differs from the prototype and, therefore, is new.

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.The utility model is based on the task of improving the nonwoven 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, reinforcing fiberglass threads are evenly spaced between the longitudinal internal webs and one external transverse webs, a new technical result is achieved, namely, the surface density is stabilized, and the specific breaking load. 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 is 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 авт. св. СССР №646000, М. кл. D04H 1/46, опубл. Known two-layer material of synthetic fibers bonded by needle-piercing [see description of author St. USSR No. 646000, M. cl. D04H 1/46 publ.

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%.02/05/1979]. Each layer of this material contains non-shrink fibers with a cutting length of 60 to 90 mm and shrink fibers with a cutting length of 80 to 100 mm, a linear density of 1.00-1.67 tex and hygroscopicity of up to 4%, and the direction of orientation of one layer is perpendicular to the direction orientation of the fibers of another layer. The material is also characterized in that each layer contains non-shrink fibers in the amount of 7-80%, and shrink (not elongated) - from 20 to 30%.

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 specifications for 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, in comparison with materials with the external arrangement of the reinforcing yarns. The outer layers of the transverse webs are a flat endless accordion.

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 comb.

Фиг.2 Схема укладки поперечных прочесов.Figure 2 Layout of transverse webs.

Фиг.3 Структура нетканого иглопробивного материала.Figure 3 The structure of the 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 Non-woven needle-punched material (Fig.1-3) contains two webs 1 along the material and two continuous transverse webs 2, the laying pattern of which is shown in

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.figure 2. The webs are made of fibers with a length of 76-80 mm and a linear density of 4.1-4.8 dtex, they retain 3-5 curls 3. The reinforcing threads 4 are made of fiberglass with a linear density of 68-75 tex. Glass fiber filaments 4 are located at a distance of 7-10 mm (Fig. 3) with a material width of 1.01-3.05 m. Acrylic styrene latex was used as a binder, the content of which in the dry material is 15-17%. The parameters and properties of needle-punched material are presented in tables 1 and 2.

Таблица 1.Table 1. Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Пример 4Example 4 Число прочесовThe number of webs 4four 4four 4four 4four Материал волокнаFiber material полиэстерpolyester полиэстерpolyester полиэстерpolyester полиэстерpolyester Длина волокна, ммFiber length mm 75-8075-80 75-8075-80 75-8075-80 75-8075-80 Плотность укладки армирующих нитей 1/смDensity of laying reinforcing threads 1 / cm 1one 1one 1one 1one Связующее, %Binder,% 15-17% в сухом материале15-17% in dry material 15-17% в сухом материале15-17% in dry material 15-17% в сухом материале15-17% in dry material 15-17% в сухом материале15-17% in dry material Плотность проколов, 1/см² The density of punctures, 1 / cm ² 130-160130-160 130-160130-160 130-160130-160 130-160130-160 Глубина проколов, ммPuncture Depth, mm От 9 до 129 to 12 От 9 до 129 to 12 От 9 до 129 to 12 От 9 до 129 to 12 Толщина материала, ммMaterial Thickness, mm 0,70.7 0,80.8 0.90.9 1one Таблица 2table 2 Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Пример 4Example 4 Поверхностная плотность материала, г/м² The surface density of the material, g / m ² 140140 150150 160160 170170 Разрывная нагрузка по длине, НBreaking load along the length, N 490490 520520 560560 620620 Разрывная нагрузка по ширине, ВBreaking load in width, V 270270 280280 300300 330330 Разрывное удлинение по длине, ±10%Tensile elongation in length, ± 10% 2121 2121 2222 2222 Разрывное удлинение по ширине, ±10%Tensile elongation in width, ± 10% 2828 2828 2929th 2929th Толщина материала, мм, ±8%Material Thickness, mm, ± 8% 0,80.8 0,80.8 0,90.9 1,01,0

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.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 functionality .

Claims

1. 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, characterized in that the non-woven fabric is made of two inner longitudinal webs and two outer transverse webs, reinforced by needle-piercing, while between the layer of longitudinal internal and one external transverse carcass, reinforcing fiberglass threads are evenly arranged.

2. Non-woven needle-punched material according to claim 1, characterized in that the binder in the dry material is 15-17%.

3. Non-woven needle-punched material according to claim 1, characterized in that acrylostyrene latex is used as a binder.