НЕТКАНЫЙ ВОЛОКНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2023 года по МПК D04H1/425 

Изобретение относится к производству нетканых волокнистых материалов, используемых в различных отраслях промышленности, в частности к нетканым материалам, содержащим искусственные волокна вискозы и натуральную конопляную или льняную целлюлозу.

Наиболее близким по составу к заявляемому является нетканый волокнистый материал, описанный в патенте СССР №1697593 на изобретение «Нетканый волокнистый материал» по классу D04H 1/54. заявленном 30.08.1988 года и опубликованном 07.12.1991 года.

Известный нетканый волокнистый материал состоит, по меньшей мере, частично из связующих волокон, образующих соединения с натуральными или волокнами такого же или другого типа, причем в качестве связующих волокон используют целлюлозные карбаматные волокна, в качестве натуральных волокон используют целлюлозу, пеньку, шерсть, хлопок, а в качестве волокон типа искусственных используют вискозу, целлюлозоацетат, полипропилен, полиэфир, полиамид.

Данный нетканый волокнистый материал имеет ограниченные функциональные возможности, он может быть использован только в качестве теплозвукоизолирующего материала и только в ограниченном диапазоне температур.

Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей нетканого волокнистого материала.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности использования нетканого волокнистого материала для изготовления термоизоляции, пригодной к использованию в условиях экстремальных температур.

Указанный результат достигается тем, что:

1. В нетканом волокнистом материале, состоящем из искусственных волокон вискозы и натуральных целлюлозных волокон, согласно изобретению, материал, скрепленный иглопробивным способом, содержит искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм и натуральную волокнистую льняную целлюлозу со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %, и/или натуральную волокнистую конопляную целлюлозу со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %.

2. В нетканом волокнистом материале по п. 1, согласно изобретению, материал содержит 20-30 мас. % искусственных волокон вискозы и 70-80 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

3. В нетканом волокнистом материале по п. 1, согласно изобретению, материал содержит 10-20 мас. % искусственных волокон вискозы и 80-90 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

4. В нетканом волокнистом материале по п. 1, согласно изобретению, материал содержит 15-25 мас. % искусственных волокон вискозы, 35-40 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы и 40-45 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

Содержание в материале, скрепленном иглопробивным способом, искусственных волокон вискозы длиной 30-70 мм и натуральной волокнистой льняной целлюлозы со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %, и/или натуральной волокнистой конопляной целлюлозы со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. % позволяет обеспечить возможность использования нетканого волокнистого материала для изготовления термоизоляции, пригодной к использованию в условиях экстремальных температур и расширить тем самым функциональные возможности нетканого волокнистого материала.

При этом нетканый волокнистый материал может содержать 20-30 мас. % искусственных волокон вискозы и 70-80 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

При этом нетканый волокнистый материал может содержать 10-20 мас. % искусственных волокон вискозы и 80-90 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

При этом нетканый волокнистый материал может содержать 15-25 мас. % искусственных волокон вискозы, 35-40 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы и 40-45 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

Все используемые в составе заявляемого нетканого волокнистого материала компоненты являются доступными и широко применяются в промышленности, их содержание является оптимальным для решения поставленной в заявке задачи.

Заявляемый нетканый волокнистый материал обладает новизной по сравнению с ближайшим аналогом, отличаясь от него тем, что:

1. материал, скрепленный иглопробивным способом, содержит искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм и натуральную волокнистую льняную целлюлозу со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %, и/или натуральную волокнистую конопляную целлюлозу со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %,

2. материал содержит 20-30 мас. % искусственных волокон вискозы и 70-80 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы от общей массы волокнистого материала,

3. материал содержит 10-20 мас. % искусственных волокон вискозы и 80-90 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала, 4. материал содержит 15-25 мас. % искусственных волокон вискозы, 35-40 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы и 40-45 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

Заявителю неизвестен нетканый волокнистый материал, обладающий вышеуказанными отличительными существенными признаками, позволяющими явным образом достичь такого же технического результата, он не следует явным образом из изученного им уровня техники, поэтому заявитель считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый нетканый волокнистый материал может найти широкое применение при производстве нетканых волокнистых материалов, используемых в различных отраслях промышленности, в частности, он относится к нетканым материалам, содержащим искусственные волокна вискозы и натуральную конопляную или льняную целлюлозу, поэтому заявляемое изобретение соответствуют критерию «промышленная применимость».

Нетканый волокнистый материал изготавливают помощью технологической установки, схема которой приведена на чертеже.

Установка для получения нетканого волокнистого материала содержит ленточные питатели 1, 2 исходных компонентов, дозаторы 3, 4, ленточный транспортер 5, аэродинамический смеситель 6, кардочесальную машину 7, преобразователь прочеса 8, иглопробивные машины 9 и 10.

Через ленточные питатели 1 и 2 подают исходное волокнистое сырье: искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм и натуральную волокнистую льняную целлюлозу со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы от 90 мас. % до 100 мас. %. Регулирование соотношения компонентов осуществляют при помощи дозаторов 3 и 4. Далее компоненты при помощи ленточного транспортера 5 перемещают и загружают в аэродинамический смеситель 6, где происходит смешивание и распределение их по объему камеры.

По заполнении камеры смесителя 6, контролируемому фотодатчиками (на чертеже не показаны), и выходе на рабочий режим, осуществляют подачу подготовленной смеси на кардочесальную машину 7 для формирования равномерного волокнистого прочеса, который затем подают на преобразователь прочеса 8, где за счет регулирования скорости транспортера преобразователя прочеса 8 формируют нужную толщину полотна. Далее сформированное полотно при помощи прижимных валов подают на иглопробивную машину 9, где происходит первичное скрепление волокон и формирование структуры материала посредством движения сверху вниз рамок с иглами, имеющими специальные насечки и пронизывающими полотно.

Затем полотно поступает на вторую иглопробивную машину 10 для финишного скрепления волокон полотна движением рамок с иглами снизу вверх. Изготовленное таким образом полотно нетканого волокнистого материала формируют в рулоны нужного размера по ширине и объему.

Таким же образом изготавливают полотно нетканого волокнистого материала из исходного волокнистого сырья:

- искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм, натуральная волокнистая конопляная целлюлоза со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы от 90 мас. % до 100 мас. %;

- искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм, смесь натуральной волокнистой льняной целлюлозы со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы от 90 мас. % до 100 мас. % и натуральной волокнистой конопляной целлюлозы со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы от 90 мас. % до 100 мас. %.

Изготовленный описанным выше способом заявляемый нетканый волокнистый материал может быть использован не только в качестве наполнителя, утеплителя в текстильных изделиях, но и в качестве прекурсора углеродных нетканых материалов - термоизоляции, используемой в условиях экстремальных температур и получаемой путем карбонизации заявляемого нетканого волокнистого материала при температуре 1900-2400°С.

При опытно-промышленном исследовании были изготовлены образцы заявленного нетканого волокнистого материала в виде полотен шириной 1,6 м с поверхностной плотностью 200 г/м² и 400 г/м² при разном соотношении компонентов нетканого волокнистого материала.

В таблице приведены соотношения компонентов изготовленных образцов заявляемого нетканого волокнистого материала.

Заявляемый нетканый волокнистый материал по сравнению с ближайшим аналогом имеет более широкие функциональные возможности за счет обеспечения возможности использования его для изготовления термоизоляции, пригодной к использованию в условиях экстремальных температур.

Изобретение может быть использовано в производстве нетканых волокнистых материалов, используемых в различных отраслях промышленности. Нетканый волокнистый материал содержит или 20-30 мас. % искусственных волокон вискозы и 70-80 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы от общей массы волокнистого материала, или 10-20 мас. % искусственных волокон вискозы и 80-90 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала, или 15-25 мас. % искусственных волокон вискозы, 35-40 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы и 40-45 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала. Расширение функциональных возможностей материала обеспечено за счет того, что материал, скрепленный иглопробивным способом, содержит искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм и натуральную волокнистую льняную целлюлозу со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %, и/или натуральную волокнистую конопляную целлюлозу со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Нетканый волокнистый материал, состоящий из искусственных волокон вискозы и натуральных целлюлозных волокон, отличающийся тем, что материал, скрепленный иглопробивным способом, содержит искусственные волокна вискозы длиной 30-70 мм и натуральную волокнистую льняную целлюлозу со средней длиной волокон 20-35 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %, и/или натуральную волокнистую конопляную целлюлозу со средней длиной волокон 30-60 мм и с содержанием альфа-целлюлозы не менее 90 мас. %.

2. Нетканый волокнистый материал по п. 1, отличающийся тем, что материал содержит 20-30 мас. % искусственных волокон вискозы и 70-80 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

3. Нетканый волокнистый материал по п. 1, отличающийся тем, что материал содержит 10-20 мас. % искусственных волокон вискозы и 80-90 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.

4. Нетканый волокнистый материал по п. 1, отличающийся тем, что материал содержит 15-25 мас. % искусственных волокон вискозы, 35-40 мас. % натуральной волокнистой льняной целлюлозы и 40-45 мас. % натуральной волокнистой конопляной целлюлозы от общей массы волокнистого материала.