СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1994 года по МПК D04H3/00 

Изобретение относится к текстильной технологии производства материалов из волокон пластмасс.

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.

Однако этот способ изготовления материалов сложен, дорог, имеет малую производительность и ограничивает возможность создания материалов с большим диапазоном разнообразия полезных качеств.

Цель изобретения - упростить технологию изготовления волокна.

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.

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.

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.

Способ изготовления полосы полотна, например, из волокон стекла (базальта) заключается в следующем.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Использование: при изготовлении нетканых материалов из волокон пластмасс. Сущность изобретения: способ включает изготовление волокон из пластических материалов и образование сетки из продольно и поперечно уложенных волокон. Волокна, служащие для продольной укладки, перед образованием сетки прокатывают между металлическими валиками, придавая им форму ленты толщиной 3 - 4 мм и шириной 10 - 15 мкм. При образовании сетки на продольные волокна укладывают резаные поперечные волокна диаметром 10 - 15 мкм, после чего пропускают слой уложенных взаимно перпендикулярных волокон при температуре пластических деформаций резаных волокон между металлическими валками, установленными с зазорами 10 мкм, расплющивая поперечные волокна и вдавливая их в продольные волокна на участках их пересечения. 2 з. п. ф - лы.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА, включающий изготовление волокон из пластических материалов и образование сетки из продольно и поперечно уложенных волокон, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления волокна, служащие для продольной укладки перед образованием сетки прокатывают между металлическими валками, придавая им форму ленты толщиной 3 - 4 мкм и шириной 10 - 15 мкм, при образовании сетки на продольные волокна укладывают резаные поперечные волокна диаметром 10 - 15 мкм, после чего пропускают слой уложенных взаимно перпендикулярных волокон при температуре пластических деформаций резаных волокон между металлическими валками, установленными с зазором 10 мкм, расплющивая поперечные волокна и вдавливая их в продольные волокна на участках их пересечения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полотно формируют из нескольких сеток, складывая их в несколько слоев с последующим пропусканием при температуре пластических деформаций резаных волокон между металлическими валками с зазором между последними, равным произведению числа слоев на 6 - 8 мкм. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продольные и поперечные волокна выполняют из стекловолокна или капрона, или нейлона, или продольные - из базальта, а поперечные из стекловолокна.