СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДУБЛИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2000 года по МПК D06N3/04 D06N3/06 B32B5/28 B32B27/12 B32B27/28 B32B27/30 B32B27/32 B32B27/34 

Изобретение относится к области технологии переработки полимеров, а более конкретно к способам получения многослойных полимерных нетканых материалов в виде полотен неограниченной длины. Изобретение может найти применение в швейной и обувной промышленности при дублировании нетканых полотен из синтетических волокон с целью получения воздухо- и паропроницаемых слоистых материалов с рядом высоких защитных, формовочных и эксплуатационных свойств.

Известен способ получения дублированного материала - волокнистой основы для искусственной кожи из двух волокнистых нетканных холстов. Способ включает предварительное формирование двух нетканых холстов из смеси натуральных и синтетических волокон, одностороннее несквозное прокалывание, соединение холстов в пакет, дополнительное сквозное иглопрокалывание, пропитку латексом и последующую термообработку с целью вулканизации и удаления растворителей (автор. свид. СССР N 484701, кл. D 06 M 17/04, 1970). Недостатки известного способа получения дублированного материала: малая прочность на расслаивание, применение органических веществ и необходимость соблюдения защитных мер в процессе их удаления.

Известен способ получения дублированного материала, включающий предварительное формирование волокнистых холстов и термопластичных пленок в виде полотен неограниченной длины, сборку многослойного пакета со слоем пленки термопластичного полимера внутри пакета, иглопрокалывание пакета с прошивкой волокнистых полотен и термообработку (В.Б. Тихомиров. Химическая технология производства нетканых материалов. М.: Легкая индустрия, 1971, с. 273-276).

Материал приобретает необходимые формовочные свойства в сочетании с воздухопроницаемостью и достаточной прочностью на разрыв.

Недостатки способа получения многослойного материала: малая прочность на расслаивание по границе пленка - нетканое полотно.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в упрощении и повышении экологической безопасности способа, увеличении прочности дублированного материала на расслаивание.

Технический результат достигается тем, что в способе получения дублированного материала, включающем предварительное формирование волокнистых холстов и термопластичных пленок в виде полотен неограниченной длины, сборку многослойного пакета, состоящего по крайней мере из одного внешнего слоя нетканого волокнистого полотна и внутреннего слоя термопластичного полимера, перфорирование слоя термопластичного полимера путем иглопрокалывания и термообработку, согласно изобретению предварительно формируют волокнистое полотно из смеси, содержащей не менее 10 мас.% термопластичного волокна с температурой плавления, составляющей 0,75 - 1,6 температуры плавления внутреннего слоя термопластичного полимера, а перфорирование осуществляют после полной сборки многослойного пакета одновременно с дополнительной прошивкой волокнистых полотен на иглопробивном оборудовании.

Формирование полотна из смеси, содержащей менее 10 мас.% термопластичного волокна, не позволяет получать дублированные материалы с достаточной прочностью на расслаивание. Использование термопластичного волокна с температурой плавления, составляющей менее 0,75 температуры плавления внутреннего слоя термопластичного полимера, не обеспечивает сохранения потребительских свойств волокнистых материалов после термообработки, вследствие полного расплавления и потери формы волокон. Использование термоплластичного волокна с температурой плавления, составляющей более 1,6 температуры плавления внутреннего слоя термопластичного полимера, не позволяет получать дублированные материалы с достаточной прочностью и расслаивание.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. Получают дублированный материал из полиэфирных волокон, предназначенный для изготовления деталей обуви. Предварительно формируют два нетканых иглопробивных холста в виде полотен неограниченной длины, шириной 1900 мм и поверхностной плотностью 40 г/м³из смеси тугоплавкого полиэфирного (ПЭ) и легкоплавкого термопластичного полипропиленового (ПП) волокна. Доля легкоплавкого термопластичного полипропиленового волокна в смеси составляет 10 мас.%, температура плавления полипропилена 170^oC. Предварительно формуют также пленки для внутренних слоев из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП). Температура плавления полиэтилена 110^oC. Температура плавления полипропилена, содержащегося в виде волокна в слоях нетканого холста составляет 1,54 температуры плавления полиэтилена. Рукавную пленку полиэтилена при помощи валкового механизма укладывают между двумя иглопробивными холстами с образованием внутри слоистого пакета двух слоев полиэтилена общей толщиной 100 мкм. Многослойный пакет, содержащий два волокнистых наружных и два пленочных внутренних слоя, уложенных на ленте транспортера, подают в зону иглопрокалывания на агрегат типа "ДИЛУМ". Иглопрокалывание осуществляют при помощи пробивных игл с обеих сторон слоистого пакета на глубину 7 мм с каждой стороны со скоростью, обеспечивающей плотность прокалывания 600 1/см².

При иглопрокалывании волокна из внешних слоев протягиваются сквозь перфорированную пленку и соединяют (прошивают) слои между собой. Прошитый многослойный пакет с перфорированными слоями пленки направляют в термокамеру и нагревают до 170^oC, что составляет 1,5 температуры плавления полиэтилена в течение 3 минут. Температура по зонам термокамеры увеличивается со 150 до 170^oC. Слоистый пакет при нагревании претерпевает усадку в трех направлениях, следствием которой является подплавление полипропиленового волокна между слоями и прочное адгезионно-механическое соединение холстов подплавленным полиэтиленом. Разрушенный перфорированием и усадкой при плавлении внутренний слой обеспечивает оптимальное сочетание высокой воздухо- и паропроницаемости с прочностью (см. таблицу).

Пример 2. Получают дублированный материал по примеру 1, но в качестве одного из внешних слоев используют искусственный мех. Используют также рукавную пленку полиэтилена толщиной 60 мкм, которую укладывают между иглопробивным холстом и искусственным мехом с образованием внутри слоистого пакета двух слоев полиэтилена общей толщиной 120 мкм. Иглопрошивку осуществляют с одной стороны, со стороны холста на глубину 8 мм со скоростью, обеспечивающей образование 200 отверстий на 1 см². Прошитый многослойный пакет с перфорированными слоями пленки направляют в термокамеру и нагревают до 180^oC в течение 5 мин. Максимальная температура в термокамере составляет 1.64 температуры плавления полиэтилена. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 3. Получают дублированный материал по примеру 1, но в качестве одного из внешних слоев используют текстильный материал - драп, выработанный из смеси синтетического полиэфирного волокна и натурального шерстяного волокна. Доля полиэфирного волокна в смеси составляет 50 мас.%. Иглопрокалывание проводят с двух сторон на глубину 7 мм со стороны нетканого волокнистого холста и на глубину 5 мм со стороны драпа. Максимальная температура в термокамере составляет 1.7 температуры плавления полиэтилена. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 4. Получают дублированный материал по примеру 3, но в качестве одного из внешних слоев используют ситец. Максимальная температура в термокамере составляет 1.6 температуры плавления полиэтилена. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 5. Получают дублированный материал по примеру 1, но в качестве термопластичного полимера для изготовления пленки используют поливинилхлорид (ПВХ). Температура плавления поливинилхлорида 189^oC, что соответствует соотношению температур плавления полипропиленового волокна и пленки поливинилхлорида 0.9. Максимальная температура в термокамере 225^oC, что составляет 1.2 температуры плавления поливинилхлорида. Сопротивление расслаиванию дублированного материала превышает его прочность на разрыв.

Пример 6. Получают дублированный материал по примеру 1, но в качестве термопластичного полимера для изготовления пленки используют полиэтилен высокого давления с повышенным индексом расплава. Температура плавления использованной марки полиэтилена 105^oC. Температура плавления полипропилена, содержащегося в виде волокна в слоях нетканого холста составляет 1,6 температуры плавления полиэтилена. Максимальная температура в термокамере 178,5^oC, что составляет 1,7 температуры плавления полиэтилена высокого давления. Сопротивление расслаиванию дублированного материала превышает его прочность на разрыв.

Пример 7. Получают дублированный материал по примеру 1, но в качестве термопластичной пленки используют пленку ε-поликапроамида (ПА). Температура плавления полиамида 226^oC, что соответствует соотношению температур плавления полипропиленового волокна и пленки полиамида 0,75. Максимальная температура в термокамере 226^oC, что составляет 1,0 температуры плавления ε-поликапроамида. Сопротивление расслаиванию дублированного материала превышает его прочность на разрыв.

Использование: швейная и обувная промышленность. Сущность изобретения: способ получения дублированного материала позволяет упростить и повысить экологическую безопасность технологии получения слоистых материалов, состоящих из нетканых холстов и полимерных пленок, путем предварительного формирования волокнистых холстов из смеси, содержащей 10 - 100 мас.% термопластичного волокна с температурой плавления, составляющей 0,75 - 1,6 температуры плавления внутреннего слоя термопластичного полимера, и термопластичных пленок в виде полотен неограниченной длины, сборки многослойного пакета, состоящего по крайней мере из одного внешнего слоя нетканого волокнистого полотна и внутреннего слоя термопластичного полимера, иглопрокалывания многослойного пакета на иглопробивном оборудовании и термообработки при температуре 1,0 - 1,7 температуры плавления пленки из термопластичного полимера 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения дублированного материала, включающий предварительное формирование волокнистых холстов и термопластичных пленок в виде полотен неограниченной длины, сборку многослойного пакета со слоем пленки термопластичного полимера внутри пакета, иглопрокалывание пакета с прошивкой волокнистых полотен и термообработку, отличающийся тем, что для формирования волокнистого полотна используют термопластичное волокно с температурой плавления, составляющей 0,75 - 1,6 температуры плавления внутреннего слоя пленки из термопластичного полимера, или смесь волокон, содержащую не менее 10 мас.% термопластичного волокна с температурой плавления, составляющей 0,75 - 1,6 температуры плавления внутреннего слоя пленки из термопластичного полимера, а термообработку осуществляют при температуре 1,0 - 1,7 температуры плавления пленки из термопластичного материала. 2. Способ получения дублированного материала по п.1, отличающийся тем, что иглопрокалывание осуществляют до плотности отверстий 200 - 800 1/см². 3. Способ получения дублированного материала по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при прошивке волокнистых полотен глубина прокалывания составляет 5 - 8 мм. 4. Способ получения дублированного материала по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из слоев дополнительно используют искусственный мех и/или текстильные ткани из смеси синтетических и натуральных волокон: ситец, сатин, драп, шелк, велюр, трикотаж. 5. Способ получения дублированного материала по п.1, отличающийся тем, что в качестве внутреннего слоя термопластичного полимера используют пленки из полиолефинов. 6. Способ получения дублированного материала по п.1, отличающийся тем, что используют смесь полиэфирного и полипропиленового волокон. 7. Способ получения дублированного материала по п.1, отличающийся тем, что в качестве термопластичного полимера используют полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиамид.