НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ Советский патент 1994 года по МПК D04H3/14 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к нетканым материалам из синтетических волокон для соединения деталей и элементов швейных изделий, для дублирования одежды, для клеевой основы и т.д.

Целью изобретения является улучшение качества материала путем повышения гибкости и равномерности распределения термически склеенных участков.

На фиг. 1 дано схематическое изображение нетканого материала; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1, элемент связи между волокнами; на фиг. 3 - форма поперечного среза термически склеенного участка.

Нетканый материал содержит единичные волокна 1 диаметром d_i, расположенные в материале хаотически. В местах пересечения волокон расположены термически склеенные участки 2, а между этими участками расположены свободные участки волокон 3. Термически склеенные участки 2 в поперечном сечении имеют форму соприкасающихся усеченных эллипсов 4 с большим диаметром D_э. Усеченные эллипсы соприкасаются по линии l, а свободные участки имеют длину L.

Гибкость термически склеенных участков, равномерность распределения этих участков в материале, их соотношение со свободными участками волокон значительно влияют на качество материала. Соотношение указанных параметров, а именно отношения l/L и D_э/d_i имеют решающее значение. Так, при отношении l/L > 10 резко ухудшаются эластичные свойства материала, так как длина свободного участка волокон 3 соизмерима с длиной линии соприкосновения l эллипсов, т. е. с длиной термически склеенного участка 2, образующегося при пересечении волокон 1. В этом случае резко возрастает количество "жесткой" полимерной фазы во всем материале. При соотношении l/L < 0,0001 ухудшаются прочностные и потребительские свойства материала, так как резко сокращается количество термически склеенных участков между волокнами. Кроме того, наблюдается увеличение так называемого коэффициента вариации укладки волокон, т. е. расстояние между двумя склеенными участками волокон меньше чем длина заключенного между ними свободного участка волокна, что приводит к цепному механизму разрушения материала. Разрушение связей между волокнами происходит последовательно. При воздействии на нетканый материал только незначительное число связей оказывает противодействие приложенной нагрузке. При отношении D_э/d_i > 50 резко ухудшается равномерность распределения полимерной фазы в нетканом материале (склеенных участков), так как недопустимо растет число случаев наложения термически склеенных участков между волокнами один на другой вплоть до образования проплавов на всю толщину материала. Это способствует резкому ухудшению эластичности материала. Экспериментально установлено, что это приводит и к неоправданному перерасходу полимера при использовании нетканого материала в качестве клеящего агента. При отношении D_э/d_i < 1 материал имеет неудовлетворительные показатели по прочности.

Нетканый материал согласно изобретению может быть получен методом аэродинамического формования расплавов полимеров.

П р и м е р 1. Из полипропиленовых волокон диаметром d_i = 45±2 мкм формируют материал, имеющий участки, термически склеенные между собой в местах пересечения волокон. Форма поперечного сечения каждого такого участка представляет собой соприкасающиеся усеченные эллипсы, расположенные один над другим при отношении большего диаметра D_э каждого эллипса к d_i 1-3 и отношении l к L волокна от одного участка термосклеивания до другого 0,0001-0,0005. Полученный материал имеет поверхностную плотность 40±5 г/м² при толщине материала 0,20±0,05 мм. Разрывная нагрузка полоски материала по длине и ширине составила 13 Н. Коэффициент вариации объемной плотности составил 10,9. Жесткость материала по длине и ширине 1110 мг.см².

П р и м е р 2. Материал формируют из полипропиленовых волокон с d_i= 45±2 мкм, которые имеют термосклеенные участки в местах пересечений с формой поперечного сечения каждого такого участка в виде соприкасающихся усеченных эллипсов, расположенных один над другим при отношении D_э/d_i = 25-27 и l/L = 0,01. Полученный материал имеет поверхностную плотность 45±4 при толщине материала 0,20±0,05 мм. Разрывная нагрузка полоски материала по длине и ширине равна 14 Н. Коэффициент вариации объемной плотности составил 12, жесткость материала по длине и ширине 1140 кг см².

П р и м е р 3. Материал формируют из полипропиленовых волокон с d_i= 45±2 мкм. Материал имеет термически склеенные участки с формой поперечного сечения в виде соприкасающихся эллипсов, расположенных один над другим при отношении D_э/d_i = 50 и l/L = 10. Разрывная нагрузка полоски материала по длине и ширине составила 15 Н. Коэффициент вариации объемной плотности составил 14,5. Жесткость материала по длине и ширине 1120 мг. см².

П р и м е р 4. Материал формируют из платамида с волокнами диаметром d_i = 45±2 мкм, термосклеенных между собой в местах пересечений, у которого форма поперечного сечения каждого термосклеенного участка представляет собой соприкасающиеся эллипсы, расположенные один над другим, при отношении большого диаметра D_экаждого из эллипсов к d_i 2-10 и отношении длины линии соприкосновения эллипсов l к длине свободного участка L волокна от одного участка термосклеивания до другого составляет 0,002-0,1. Полученный материал имеет поверхностную плотность 50±5 г/м² при толщине полотна 0,2-0,05 мм. Разрывная нагрузка полоски материала по длине и ширине составила 13Н. Коэффициент вариации объемной плотности составил 14,5. Жесткость материала по длине и ширине 1100 мг. см².

П р и м е р 5. Материал формируют из сополиамидных волокон (ПА 6-66-610) с d_i =45 ±2 мкм, термосклеенных между собой в местах пересечения, у которого форма поперечного сечения каждого термосклеенного участка представляет собой соприкасающиеся эллипсы, расположенные один над другим, при отношении D_эkd_i = 1-5 и отношении длины линии l к L от одного участка термосклеивания до другого 0,005-0,5. Полученный материал имеет поверхностную плотность 50±5 г/м²при толщине полотна 0,20±0,5 мм, разрывная нагрузка по длине и ширине - 13,5 Н. Коэффициент вариации объемной плотности составил 14,5, жесткость материала по длине и ширине 1100 мг. см². Устойчивость на двойной изгиб 1000 циклов.

Таким образом, материал с указанными показателями согласно изобретению обладает более равномерным распределением полимерной фазы склеенных термически участков (коэффициент вариации объемной плотности находится в более узких пределах и приближается к 0) и, следовательно, обладает в 2 раза меньшей жесткостью и в 3 раза большей устойчивостью на двойной изгиб при прочих равных показателях.

НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из хаотически расположенных синтетических волокон, имеющих термически склеенные участки в местах их пересечения и свободные участки волокон между ними, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества материала путем повышения гибкости и равномерности распределения термически склеенных участков, форма поперечного сечения каждого термически склеенного участка представляет собой соприкасающиеся усеченные эллипсы, расположенные один над другим, при этом отношение большого диаметра каждого эллипса к диаметру единичного волокна находится в пределах от 1 до 50, а отношение длины линии соприкосновения эллипсов к длине свободного участка волокна находится в пределах от 0,0001 до 10.