НЕТКАНЫЙ ТЕРМОКЛЕЕВОЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1994 года по МПК D04H1/60 

Изобретение относится к технологии швейного производства, а именно к термоклеевым материалам, используемым в производстве различных видов верхней одежды.

Клеевые материалы на основе синтетических полимеров широко применяются в отечественной и зарубежной практике изготовления одежды.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускается очень ограниченный ассортимент полимерных клеевых материалов, как по используемым полимерам, так и по ширине, толщине, поверхностной плотности и окраске. Они характеризуются узким температурным диапазоном дублирования, низкой устойчивостью клеевых соединений к влажно-тепловой обработке (ВТО) и стирке.

В качестве клеевых материалов применяются нетканые материалы (НМ) из текстильных отходов, на которые путем распыления наносится раствор, содержащий клеевую компоненту, используемые растворы очень токсичны, создают тяжелые условия труда и закупаются по импорту.

Известны нетканые материалы на основе волокнистого холста, используемые в качестве клеевого материала при изготовлении верхней одежды [1 и 2].

Нетканый материал, получаемый по известному способу [3], представляет собой однослойный или многослойный холст из различных полимеров (полиуретан, полипропилен, полиэтилен, сополимер этилена с винилацетатом, полиамид, полиэфир, стирольные сополимеры, виниловые сополимеры, эластомеры или другие аналогичные материалы), который в процессе дублирования придает швейным изделиям устойчивую форму. Этот материал имеет внутреннюю и наружную поверхности, обеспечивающие одностороннюю склейку материала с изделиями. Клеевая компонента наносится в виде последовательных точек (линий) или квадратов на защитный слой.

Основным недостатком нетканого материала является то, что клеевое покрытие проявляется на лицевой стороне изделий в процессе эксплуатации и ухода за ними (стирка, влажная тепловая обработка и т.д.).

По известному способу [2] получают нетканый материал из хаотически расположенных волокон, скрепленных между собой. Клеевая компонента в виде капель термопластичного полимера диаметром 0,3-1,0 мм наносится на холст и образует упорядоченно расположенные многоугольники.

Материал обладает основным недостатком, присущим термоклеевым материалам с точечным покрытием, а именно, в процессе эксплуатации и ухода за шейными изделиями на лицевой части изделия проявляются места склейки, что ухудшает их внешний вид и затрудняет дальнейшее использование. Это особенно усиливается с увеличением диаметра капель клеевой компоненты выше 0,3 мм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является нетканый материал, получаемый по известному способу [7].

Нетканый материал прототипа состоит из волокнистого наполнителя целлюлозных волокон и связующего из нескольких видов синтетических волокон с различными температурами плавления. Последние предназначены для скрепления волокон в холсте и получения нетканого материала типа бумаги и не могут быть использованы в качестве клеевой компоненты, как имеющие большое поперечное сечение 15-20 мкм. Нетканый материал, получаемый по известному способу [7], не предназначен для термодублирования, так как основным его недостатком является использование в качестве связующего грубых волокон, что приведет к получению жесткого соединения, которое при эксплуатации и ВТО изделия будет проявляться на его лицевой поверхности. Кроме того, различные диапазоны температур склеивания могут быть достигнуты только при введении нескольких видов волокон с различными температурами плавления.

Целью изобретения является повышение качества материала, расширение его функциональных возможностей и температурного диапазона обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в нетканый материал, состоящий из волокнистого наполнителя и связующего из полимерных фибриллированных волокон используют ультратонкие волокна с микрофибриллами в количестве 10-30% от массы материала.

Ультратонкие синтетические волокна (УСВ) с уникальной структурой поверхности: каждое волокно покрыто микрофибриллами по всей его поверхности получаются при переработке расплава смеси полимеров, когда в условиях течения полимер дисперсной фазы образует в матричном компоненте сотни тысяч микроволокон, ориентированных в направлении экструзии [4 и 5].

На фиг. 1 приведена электронная микрофотография ультратонкого полиэтиленового волокна с микрофибриллами на его поверхности.

Ультратонкие синтетические волокна, формуемые из расплавов смесей полимеров, имеют в своем составе 1-2% грубых волокон (диаметр 15-20 мкм) и 98-99% микроволокон с диаметром от десятых долей микрона до нескольких микрон. Из этих 98-99% примерно 60-70% приходится на волокна строго определенного диаметра (например 3,3 мкм).

Известно, что дисперсное состояние полимера существенно изменяет условия его кристаллизации, приводит к образованию мелких и несовершенных кристаллов, в результате чего температура плавления резко понижается. Как уже отмечалось, применяемые УСВ характеризуются разбросом по диаметрам, так что непременно присутствует определенная доля грубых волокон, основная же масса волокон характеризуется микронными размерами.

Учитывая изложенное, используемые УСВ имеют 3 основных температуры плавления: температура плавления грубых волокон, равная Т_пл исходного полимера; температура плавления микроволокон (на 10-20^оС ниже Т_пл грубых волокон) и микрофибриллы с температурой плавления на 20-30^оС ниже Т_пл микроволокон [6].

Предлагаемый термоклеевой нетканый материал отличается от прототипа тем, что в качестве фибриллированных волокон (клеевой компоненты) используются УСВ с диаметром волокон от десятых долей до нескольких микрон с уникальной структурой и свойствами. Клеевая компонента вводится на стадии чесания в процессе изготовления нетканого материала в количестве 10-30 мас.% от массы холста. Клеевая компонента равномерно располагается в структуре нетканого материала.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что при нагревании швейного изделия и термоклеевого материала под давлением, создаваемым прессом, микрофибриллы УСВ, имеющие температуру плавления (Т_пл) на 20-30^оС ниже, чем ультратонкие волокна, плавятся и распадаются на тончайшие капельки (средний диаметр около 0,001 мкм), которые при охлаждении закрепляют поверхности изделия, образуя клеевое соединение. Такая точечная ювелирная склейка обеспечивает однородность структуры склеиваемых поверхностей, сохраняет комфортность и эластичность тканей, придает элегантность изделиям и может быть применена для соединения самых тонких тканей и исключает проявление мест склейки в процессе стирки и ВТО изделий.

При повышении температуры обработки склеиваемых деталей изделий (до Т_пл ультратонких волокон) происходит плавление и распад на капли самых ультратонких волокон. Степень дисперсности капель также очень высокая, их средний диаметр составляет от десятых до нескольких микрон. При этом капли ранее расплавившихся микрофибрилл проникают в структуру ткани, и получается более прочное клеевое соединение.

Применение УСВ в качестве клеевой компоненты в нетканом материале позволяет расширить и регулировать температурный диапазон процесса дублирования за счет того, что УСВ и микрофибриллы плавятся при разных температурах, при которых обычные синтетические волокна из того же материала, что и УСВ не плавятся.

Таким образом, использование предлагаемого нетканого материала с ультратонкими синтетическими волокнами в качестве клеевой компоненты в производстве швейных изделий обеспечивает их хорошую формоустойчивость при многократных влажно-тепловых обработках и стирках, при этом клеевая компонента не теряет клеящей способности и не проявляется на лицевой стороне изделий, что сказывается на внешнем виде швейных изделий. Длительностью и температурой процесса дублирования можно регулировать прочность клеевого соединения и жесткость изделия.

Нетканый термоклеевой материал может содержать 10-30 мас.% УСВ. При содержании ультратонких волокон менее 10 мас.% эффект дублирования проявляется слабо, не достигается необходимая прочность клеевого соединения. Увеличение содержания клеевой компоненты выше 30 мас.% приводит к повышенному расходу УСВ и резкому росту прочности клеевого соединения, однако, при этом ухудшаются эластичность изделий и их гигиенические свойства, так как между материалом изделия и нетканым материалом образуется сплошная тонкая эластичная полимерная пленка.

Таким образом, применение нетканого материала с клеящей компонентой из УСВ дает возможность улучшить внешний вид швейных изделий, повысить устойчивость к ВТО и стирке, и, следовательно, увеличить срок службы изделий, а также регулировать свойства изделий за счет температуры процесса дублирования.

Предложенное изобретение подтверждается и иллюстрируется следующим примером:
Термоклеевой нетканый материал создается по комбинированной технологии, предусматривающей совместное воздействие рабочих органов машин на обрабатываемый волокнистый материал, содержащий клеевую компоненту в виде ультратонких синтетических волокон.

Комбинированная технология производства термоклеевого нетканого материала включает в себя следующие стадии: разрыхление, введение клеевой компоненты, кардочесание, формирование волокнистого холста, термообработка каландрами, наматывание в рулон.

Процесс производства клеевого нетканого материала начинается с разрыхления текстильных отходов на составляющие их нити и волокна на щипальной машине ЩМШЛ-1. Это могут быть шерстяные, полушерстяные и искусственные ткани. Затем происходит процесс введения клеевой компоненты и смешивание, приготовление однородной смеси из различных волокнистых компонентов в виде массы разрыхленных волокон. Сущность смешивания состоит в перемешивании волокон каждого компонента во всей смеси. Во время смешивания в волокнистую смесь добавляется клеевая компонента в виде штапелированных ультратонких синтетических волокон. Для чесания волокон применяется чесальная машина типа УММ-450, на которой выполняются следующие операции: разъединение клочков волокон на отдельные волокна; тщательное перемешивание волокон и удаление сорных примесей и пороков; частичное распрямление волокон и ориентация их в одном направлении; образование из отдельных волокон тонкого волокнистого прочеса.

Цель формирования холста - образование на специальных установках из предварительно прочесанных волокон волокнистого холста, представляющего собой слой волокон с определенным расположением их в холсте. Для уплотнения сформированного волокнистого холста в аэродинамических холстообразователях применяют специальные валики небольшого диаметра. Затем происходит закрепление волокнистого холста на иглопробивной машине. После иглопробивания нетканый материал уплотняется и по транспортеру передается на горячий каландр, а далее - к устройству для наматывания в рулон.

Термоклейку изделия из меткаля или шерсти осуществляют при температуре плавления микрофибрилл или при Т_пл самих УСВ с помощью пресса СО-313 с электромеханическим приводом, индивидуальным отсосом и электрическим нагревом верхних подушек.

Для оценки клеящей способности предлагаемого материала на машине РМ-30 определяют величину нагрузки, необходимой для расслаивания клеящих швов, а также оценивают внешний вид изделий после стирки и ВТО.

Одновременно, для сравнения, в качестве клеевого материала используют применяемый в промышленности нетканый материал из текстильных отходов с клеящей компонентой в виде точек клея марки ПА 12/6/66. Параметры процесса дублирования и свойства получаемого клеевого соединения представлены в табл.1 и 2.

В качестве сырья для получения ультратонких синтетических волокон могут быть применены самые разные термопластичные полимеры из классов полиамидов, полиэфиров, полиолефинов, полиуретанов.

Приведенные характеристики нетканых термоклеевых материалов, полученных согласно предлагаемого изобретения, подтверждают изложенную сущность изобретения и свидетельствуют, что поставленная цель достигается применением для соединения деталей одежды нетканого материала с клеевой компонентой в виде ультратонких синтетических волокон, введенных на стадии получения нетканого материала, в количестве 10-30 мас.%. При уменьшении или увеличении содержания УСВ полный комплекс положительных свойств не достигается.

По сравнению с прототипом, предлагаемый термоклеевой нетканый материал обладает рядом преимуществ. Так, применение ультратонких синтетических волокон в качестве клеевой компоненты позволяет: повысить качество товаров народного потребления, расширить ассортимент отечественных термоклеевых материалов и температурный диапазон дублирования, исключить закупки материалов по импорту, а также улучшить условия труда, за счет замены клеевой компоненты, наносимой из токсичных растворов, на УСВ.

Использование: для производства различных видов верхней одежды. Сущность изобретения: термоклеевой материал включает волокнистый наполнитель и связующее из ультратонких волокон с микрофибриллами в количестве 10 - 30% от массы материала. 2 табл.

НЕТКАНЫЙ ТЕРМОКЛЕЕВОЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из волокнистого наполнителя и связующего из полимерных фибриллированных волокон, отличающийся тем, что, с целью повышения качества материала, расширения его функциональных возможностей и температурного диапазона обработки, в качестве фибриллированных волокон используют ультратонкие волокна с микрофибриллами в количестве 10 - 30% от массы материала.