СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО ПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2003 года по МПК D04H13/00 

Изобретение относится к технологии нетканых материалов, а более конкретно к способам получения нетканых материалов из смеси термопластичных и ионообменных волокон, обладающих поглощающими свойствами. Изобретение может быть использовано при изготовлении средств защиты органов дыхания человека от паров токсичных веществ и неблагоприятного воздействия продуктов метаболизма.

Известен способ изготовления нетканого материала, включающий формование многослойного холста, скрепленного петлями основовязанного переплетения из волокон холста, содержащего слой модифицированного полиамидного волокна мегалон и анионообменного модифицированного полиамидного волокна. Многослойный холст содержит слой термопластичного волокна - хлорин. В качестве анионообменного модифицированного полиамидного волокна используется на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиметиламиноэтил-метакрилата [1]. Материал обладает высокой поглощающей способностью по кислым газам и высокими барьерными свойствами по частицам пыли. Недостаток известного способа - низкая поглощающая способность в условиях малых концентраций кислых газов и паров при относительной влажности воздуха менее 60%.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изготовления поглощающего нетканого материала, включающий формование текстильного каркаса в виде холста из смеси волокон, содержащих 80-20 мас.% анионоообменного волокна и слоя термопластичного волокна, скрепление слоев провязыванием пучками термопластичных волокон с одновременным формированием ворсовых петель из модифицированного полиамидного волокна высотой 8-12 мм и термообработку при 70-90^oС в течение 90 с [2]. Плотность прошива материала петлями по длине составляет 2,5-5,0 см^-1.

Недостаток известного способа - сложность технологии и недостаточная удельная поверхность массообмена для сорбции газов и паров и невозможность использования материала как поглотителя примесей кислотного характера при малых концентрациях и в условиях относительной влажности воздуха менее 60%.

Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение - упрощение и интенсификация технологического процесса, расширение диапазона влажности воздуха для поглощения кислых паров и газов в условиях слабой конвекции воздуха.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения поглощающего нетканого материала, включающем приготовление смеси синтетических термопластичных и ионообменных волокон, формирование нетканого холста из смеси волокон, дублирование нетканого холста и текстильного каркаса, скрепление дублированного материала с одновременным формированием ворса и термообработку, в качестве текстильного каркаса используют декоративную ткань, тюль или сетку, скрепление с одновременным формированием ворса осуществляют иглопрокалыванием со стороны нетканого холста из смеси волокон на глубину 5-15 мм, плотностью 100-300 см^-1, а термообработку проводят при 135-165^oС в течение 1-5 минут. В частности, для приготовления смеси синтетических термопластичных и ионообменных волокон в качестве термопластичных волокон используют полипропиленовое волокно, а в качестве ионообменных волокон используют волокна из синтетических полимеров, выбранных из группы карбоксилсодержащий модифицированный полиакрилонитрил в Н или Na-форме, модифицированный сополимер акрилонитрила и стирола в ОН или СО₃ в количестве 75-95 мас.%.

Изобретение иллюстрируется схемой сборки слоев материала и примерами.

На чертеже изображена схема сборки слоев при получении поглощающего нетканого материала. 1- текстильный каркас из декоративной ткани, 2 - нетканый холст из смеси синтетических термопластичных и ионообменных волокон, 3 - ворс из синтетических ионообменных (90-80%) и термопластичных волокон.

Пример 1. Получают образец поглощающего нетканого материала для декоративно-поглощающих штор и ламбрекенов, предназначенных для размещения в чистых комнатах с регулируемой воздушной средой.

Подготовку волокнистого сырья осуществляют на щипально-замасливающей машине Щ3-140-Ш3. Перед щипально-замасливающей машиной готовят постель из модифицированного волокна сополимера акрилонитрила и стирола в СО₃ форме (волокна ФИБАН АК-22) - 90 мас.% и полипропиленовое волокно линейной плотности 0,33 текс - 10 мас.% Волокнистую смесь вручную подают на питающую решетку щипальной машины, где осуществляют ее разволокнение, перемешивание подачу по пневмопроводу в лабаз. Из лабаза волокнистую смесь вручную загружают в самовес чесальной машины иглопробивного агрегата.

Выработку нетканого иглопробивного декоративного полотна осуществляют на иглопробивном агрегате АИН-1800 в составе: чесальной машины 4-IIШ-I, преобразователя прочеса ППШ, иглопробивной машины ИМ-1800 и устройства резки и намотки УРН-1ВОО.

На чесальной машине производят расчесывание волокнистой смеси с получением элементарной ватки прочеса. Далее на преобразователе прочеса с помощью продольно-поперечного транспортера из элементарной ватки формируют волокнистый холст необходимой поверхностной плотности. Формирование комбинированной структуры декоративного полотна осуществляют на подающем транспортере иглопробивной машины следующим образом: рулон с каркасным материалом - цветным гардинным полотном с крупноячеистым рисунком (тюль) устанавливают на стойках под подающим транспортером иглопробивной машины, волокнистый холст из смеси волокон ФИБАН и полипропилена с преобразователя прочеса поступает на подающий транспортер иглопробивной машины сверху на каркасную ткань, причем лицевая сторона каркасной ткани должна быть обращена к транспортерному полотну. Скрепление комбинированной структуры осуществляют в зоне прокалывания иглопробивной машины по следующим технологическим параметрам:
- поверхностная плотность волокнистого холста, г/кв.м - - 130
- ширина волокнистого холста, см - - 180
- ширина каркасного полотна,см - - 150
- плотность прокалывания, прок./кв.см - - 180
- глубина прокалывания, мм - - 10
- ширина готового полотна, см - - 150
Готовое полотно наматывают в рулон.

Рулоны готового полотна вручную подают на агрегат термической усадки АТУ. Обработку полотна проводят по следующим параметрам:
- температура в термокамере - 145^oС,
- скорость движения полотна - 0,7 м/мин
После обработки полотна на агрегате АТУ происходит его усадка по длине и ширине на 2,7%.

Из полотна вырезают образцы для сорбционных испытаний и оценки защитных свойств. Для контроля поглощающей способности материала оценивают статическую обменную емкость и время защитного действия (время до проскока ПДК) при поглощении модельных экотоксикантов кислотного характера - фтористого водорода и оксида серы(IV). Поглощение экотоксикантов ведут на стенде для ускоренных испытаний с использованием воздушных потоков, характеризующихся средней линейной скоростью 0,3-0,4 м/с. Аэродинамическое сопротивление материала 12 Па (см. таблицу).

Пример 2. Получают образец поглощающего нетканого материала по примеру 1, но в качестве каркасного материала используют капроновую декоративную цветную сетку с размером ячейки 5 мм и долей открытой поверхности (порозность) 76%. Аэродинамическое сопротивление материала 9 Па. Статическая обменная емкость по хлористому водороду, реализуемая на стенде при относительной влажности воздуха 50% - 3,2 мг-экв/г.

Источники информации
1. Способ получения защитного нетканого материала, пат. РФ 1805152, кл. В 04 Н 13/00, 1991 г.

2. Нетканый материал. пат. РФ 2077625, кл. D 04 Н 13/00, 1997 г. -прототип.

Способ получения поглощающего нетканого материала позволяет упростить и интенсифицировать технологический процесс, расширить диапазон влажности воздуха для поглощения кислых паров и газов в условиях слабой конвекции воздуха за счет приготовления смеси синтетических термопластичных и ионообменных волокон, формирования нетканого холста из смеси волокон, дублирования нетканого холста и декоративной ткани, тюли или сетки, скрепления дублированного материала с одновременным формированием ворса, иглопрокалыванием со стороны нетканого холста из смеси волокон на глубину 5-15 мм, плотностью 100-300 см^-1 и термообработки при 135-165^oС в течение 1-5 мин. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ получения поглощающего нетканого материала, включающий приготовление смеси синтетических термопластичных и ионообменных волокон, формирование нетканого холста из смеси волокон, дублирование нетканого холста и текстильного каркаса, скрепление дублированного материала с одновременным формированием ворса и термообработку, отличающийся тем, что в качестве текстильного каркаса используют декоративную ткань, тюль или сетку, скрепление с одновременным формированием ворса осуществляют иглопрокалыванием со стороны нетканого холста из смеси волокон на глубину 5 - 15 мм, плотностью 100 - 300 см^-1, а термообработку проводят при 135 - 165^oС в течение 1 - 5 мин. 2. Способ получения поглощающего нетканого материала по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления смеси синтетических термопластичных и ионообменных волокон в качестве термопластичных волокон используют полипропиленовое волокно, а в качестве ионообменных волокон используют волокна из синтетических полимеров, выбранных из группы карбоксилсодержащий модифицированный полиакрилонитрил в Н- или Na-форме, модифицированный сополимер акрилонитрила и стирола в ОН или СО₃-форме в количестве 75-95 мас. %.