Способ получения волокнистого материала Советский патент 1992 года по МПК D04H5/08 

Изобретение относится к переработке химических волокон и нитей, в частности к способу получения волок-J нистого материала, используемого в качестве синтетической кожи, линоли- ума, фильтрматериалов и т.д., и может быть реализовано в химической и легкой промышленности„

Известен механический способ получения волокнистых материалов, при котором основной операцией является получение на чесальных машинах прочеса из натуральных волокон (льна, хлопка, шерсти) и штапельных волокон при последующей укладке на приемную

поверхность и формование из этого прочеса холста путем наложения одного слоя прочеса на другой с помощью механического преобразования прочеса. Такая технология получения волокнистого материала определяет недостат- ки этого способа - требуется сложное, металле-, энерго-, габаритоемкое оборудование с низкой и ограниченной (6- 30 г/м2) величиной развеса прочеса; оборудование часто выходит из строя из-за огромного количества различных узлов (валов и игл) и забивки гарнитуры, что ограничивает его производительность и требуется для увеличения

СО

ее применения нескольких чесальных машин, что усугубляет недостатки, об-| разуется много пыли, волокна ухудшают свои показатели (прочность, длину, и т„д.).

Кроме того, для переработки можно использовать волокно только со строго ограниченной длиной резки, переход с одного вида сырья на другой сопровождается длительным остановом для переналадки машины, для совместной переработки разных волокон требуется использование нескольких чесальных машин. На одной чесальной ма- шине нельзя перерабатывать одновременно волокно с разной длиной резки. В то же время ограничен ассортимент перерабатываемого сырья и выпускаемых волокнистых материалов (нельзя пере- рабатывать волокно с длиной резки менее 30 мм и более 130 мм, смеси волокон с разными длинами резки, например 35 и 70 или 70 и 110 мм одновре менно, нельзя получать малоразвесные (менее 200 г/м2) равномерные холсты, перерабатывать тонкие (менее 0,1 текс и грубые (более 10 текс) волокна, жгутовое волокно непосредственно в процессе формирования холста и полу- чать из этих волокон разнообразные волокнистые .материалы.

Целью изобретения является упрощение процесса изготовления волокнисто- го материала при одновременном расши- рении ассортимента готовой продукции.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения волокнистого материала включает формирование на приемную поверхность слоев волокнистого материала с последующим их уплотнением, при этом каждый слой волокнистого материала формируют из рядов пучков волокон, ориентированных в одном направлении, при этом ряды пучков во- локон укладывают последовательно один за другим при смещении каждого последующего ряда по отношению к предыдущему на величину

Ј 0,1-0,9 1вод ,

где -1 Вол - длина волокна, причем в каждом слое все ряды пучков волокон укладывают с одинаковым углом наклона рядов к продольному направлению материала, который выбирают в пре

делах 145-90а.

Способ осуществляют следующим образом.

На приемную поверхность (сетку, ткань или волокнистый материал, полученный известными способами) укладывают в ряд последовательно один к другому ориентированные пучки волокон затем наложением одного ряда на другой, смещенный относительно предыдущего ряда на величину 0 0,1-0,9 IKM, гДе 1вол длина волокна, формируют слои волокнистого материала, при этом в одном ряду пучки волокон имеют одинаковую направленность и соприкасаются друг с другом вдоль длины волокон, а в одном слое все ряды имеют равный угол по отношению к направлению давления приемной поверхности, который п абсолютной величине может изменяться от 45 до 90°.

По предлагаемому способу пучки волокон могут содержать волокна различного химического состава, профиля и линейной плотности. Неограничена принципиально максимальная длина волокон, например от 20 до 100-200 мм, что расширяет преимущества данного способа. В предлагаемом способе формируемый слой можно укладывать не только на приемную поверхность в виде транспортера, но и на прочес, получаемый, например, на агрегатах ДИН-1800 Это позволяет повысить производительность агрегата, расширить ассортименты нетканых материалов и пряжи.

I

Пределы смещения одного ряда относительно другого обусловлены следующими причинами. При С 0,1 1воА, при О 0,Э 1ВОЛ наблюдается разрыв сплошности формируемого слоя, волокнистый материал не образуется, получаются просто уложенные рядом или друг на друга ряды - полоски волокон, не соединяемые друг с другом в продольном к приемной поверхности направлении. Пределы абсолютного по величине угла между рядом волокон и направлением движения приемной поверхности определяются следующими причинами. Перпендикулярное расположение ряда (90°) - это среднее положение между +Ь$ и -kS°, наиболее технологическое размещение пучков волокон в ряде Если угол между рядом и направ- ением движения менее 5°, то наблюдается ухудшение качества готового материала из-за разрыва сплошности материала при формировании слоя, что ведет к неравномерности материала по

5170

поверхностной плотности, прочности и увеличению количества отходов.

После образования слоев их укладывают один на другой, чередуя осноъ- но ориентацией на 90, затем, пропуская на иглопробивной машине, получают волокнистый материал.

Пример (сравнительный). После механического прочеса усадочных и неусадочных волокон 30% полипропилена и 70% лавсана с линейной плотностью 0,125-0,111 текс и длиной резки мм формируют холст. После пробивки на иглопробивной машине по- лучают волокнистый материал, имеющий следующие показатели:

Толщина, мм 3,6

Предел прочности при

растяжении, МПа: продольная 128,5 поперечная 86,4 анизотропия 1,0:0,68

Относительное удлинение, %:

П

продольное поперечное анизотропия р и м е р 2.

Из

108,5 125,0 1,0:1,15 нитей 70% лавсан

и 30% полипропилена с линейной плот- ностыо 0,125-0,111 текс формируют слой путем наложения одного ряда волокон на другой, полученных при резке на длину см непосредственно перед образованием холста. При этом волокна ориентируют вдоль образующего транспортера, а все ряды одного слоя ориентируют перпендикулярно (90°) к направлению движения приемной поверхности. В каждом пучке допускается ко- лебание в ориентации от основного направления до +20. Смещение волокон одного ряда относительно предыдущего составляет t 0,5 ljo« После образования четырех слоев их укладывают один на другой, чередуя с основной ориентацией на 90 . После пропускания по обычному режиму, как-в примере 1, на иглопробивной-машине получают волонистый материал со следующими показа- телями:

Толщина, мм 3,5 Предел прочности при растяжении,МПа:

продольный 1б9,1 поперечный 1бЗ,8 анизотропия 1,0:0,97 Относительное удлинение, %:

97

9

1,0:0,96

Аналогичен примеру Получают волокнис- показатепродольноепоперечное анизотропия

П р и м е р 3. , но Ј П,1 lw. ый материал со следующими ями:

Толщина, мм 3,6 Предел прочности при растяжении, МПа: продольный 131,2 поперечный 133,1 анизотропия 1,0:1,01 Относительное удлинение, %: .. продольное поперечное анизотропия П р и м е р А. 1

,

рим но 0 0,9

Lew

101,2

103,1

1,0:1,0

Аналогичен примеру Получают волокнис- показатеый материал со следующими ями:

Толщина, мм 3,5 Предел прочности при растяжении,МПа:

продольный 129,3 поперечный 130,9 анизотропия 1,0:1,0 Относительное удлинение, %: продольное попере чное анизотропия Приме р 5.

10,О 105,2 1,0:1,0 Аналогичен примеру

2, но длина резки волокон 1-70 мм, Ј0,6 1ВМ. Укладывают шесть слоев один на другой, чередуя с основной ориентацией на 90°. Получают волокнитый материал со следующими показателями :

Толщина, мм3, Предел прочности при растяжении, МПа:

продольный 181,2 поперечный 179,3 анизотропия 1,0:1,0 Относительное удлинение, %:

продольное 103,2 поперечное 102,3 анизотропия 1,0:1,0 Пример 6 (по прототипу). На современном чесально-холстообразующем оборудовании переработка волокон с длиной резки 0 мм и линейной плотностью 0,1 текс не представляется возможной, так как нельзя получить качественный прочес (постоянные раз717

рывы сплошности и дыры в прочесе) и постоянно останавливается оборудование из-за намотов волокна на валки и барабаны.

Пример 7. Иа волокна лавсан с линейной плотностью 0,019 текс с длиной резки 50 мм, получаемых из жгутика путем резки непосредственно перед формированием холста, образуют после- довательно слой наложением одного ряда волокон на другой при Ј 0,5 1 Угол между рядами и направлением движения приемной поверхности 90°. Восемь слоев с переменной ориентацией волокон на 90° в каждом последующем слое после иглопробивки на машине образуют волокнистый материал со следующими показателями:

Толщина, мм2,6 Предел прочности при растяжении, МПа:

продольный 128,7 поперечный 129,1 анизотропия 1 ,0:1,0 Относительное удлинение, %:

продольное 106,2 поперечное 10,3 анизотропия 1,0:1,0 Примерв. Из волокна лавсан линейной плотностью 20 текс и длиной 150 мм, полученного при резке нитей непосредственно перед формированием холста из нитей, получают путем наложения одного ряда волокон на другой при одинаковой ориентации волокон не

„

сколько слоев, с $ 0,5

ieoA- После

наложения одного слоя на другой (с ориентацией волокон на 90, отличной от предыдущего слоя) и пробивки четырех слоев на иглопробивной машине получают волокнистый материал с поверхностной плотностью 500 г/м2 и прочностью более 2500 Н по длине и ширине, неровнота по массе составляет 3%.

П р и м е р 9 (по прототипу). Переработка волокна с длиной резки 120 мм и линейной плотностью 10 текс при пропускании через чесальную машину и при механическом холстообразова- нии невозможна, так как в холст получается с постоянными дырами, очень неравномерен, что вызывает частые остановы для очистки барабанов и валков.

Пример 10. Из волокна капрон линейной плотностью 0,7 текс и длиной 65 мм получают путем наложения одного ряда волокна на другой при Ј 0,5 1воА

8

.

JQ

20

25

30

35

45

4Q

50

55

и угле между рядами, имеющими одинаковую направленность, и направлением движения поверхности транспортера , несколько слоев. После наложения одного слоя на другой (с ориентацией волокон на 90°, отличной от предыдущего слоя) получают волокнистый материал с шоверхностной плотностью 500 г/ма и разрывной прочностью более 2100 Н по длине и 2020 Н по ширине, неровнотой по массе 7,8%.

П р и м е р 11. Аналогичен примеру 10, но угол между направлением движения транспортера и рядами составляет 75°. Показатели волокнистого материала: разрывная прочность Н по длине и Н по ширине, неравнота по

массе 5,3%.

П р и м е р 12. Аналогичен примеру 11, но угол 39 . Показатели материала значительно хуже: неровнота по массе 21%, прочность колеблется от 00

до 1900 Н по длине и по ширине. Такой материал неудовлетворяет требованиям ТУ-1 -2 8-8 4 на полотно иглопробивное прокладочное для автомобильной промышленности.

Изобретение позволяет повысить производительность процесса получения волокнистого материала за счет снижения простоев линий, так как само узкое место в чесальном оборудовании, применяемом в механическом и аэродинамическом способах получения волокнистого материала, КПВ (коэффициент полезного времени) 0,8, а для заявляемого 0,95, переработки самых разнообразных по линейной плотности, длине резки, ассортименту и химическому составу перерабатываемых волокон (по классическому способу с уменьшением линейной плотности волокна и длиной резки, а также с увеличением поверхностной плотности готового материала производительность чесального оборудования и всей линии в целом снижается.

Кроме того, возможно расширить ассортимент исходного сырья и получаемой продукции, а также одновременно перерабатывать волокно с различной длиной резки (например, 10+300 мм), различным химическим составом (например, лавсан, полипропилен, вискоза, капрон, нитрон и т.д.), с различной линейной плотностью (например, от 20 до 0,001 текс) и получать соответственно различные волокнистые материалы практически из любых волокон (например, только из супергрубых 20 текс или супертонких и ультротонких 0,001 текс или смесей их с различной длиной резки и т.д.).

Возможно снизить энерго-, металле- и трудозатраты и стоимость линий (на 10+20%), так как ликвидируются стадии разрыхления, трепания и расчеса волокна.

Формула изобретения

Способ получения волокнистого материала, при котором формируют на приемной поверхности слои волокнистого материала с последующим их уплотнением, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления волокнистого материала при одновременном расширении ассортимента, каждый слой волокнистого материала формируют из рядов пучков волокон, ориентированных в одном направлении, при этом ряды пучков волокон укладывают последовательно один за другим при смещении каждого последующего ряда по отношению к предыдущему на величину r-0,1-0,9 W г«е Ьол - длина волокна, причем в каждом слое

все ряды пучков волокон укладывают с одинаковым углом наклона рядов к продольному направлению материала, который выбирают в пределах .

Изобретение относится к переработке химических волокон и нитей, в частности к способу получения волокнистого материала, используемого в качестве синтетической кожи, линоли- ума, фильтр-материалов и т.д., и может быть реализовано в химической, легкой промышленности. Цель изобретения - упрощение процесса изготовления волокнистого материала при одновременном расширении ассортимента нетканого материала за счет перерабатываемого сырья. Способ осуществляют путем формования на приемную поверхность слоев волокнистого материала с последующим их уплотнением. Каждый слой волокнистого материала формируют из рядов, состоящих из ориентированных пучков волокон, имеющих одинаковую направленность и последовательно уложенных, друг к другу, каждый последующий ряд смещен относительно другого на величину г, равную ,1-0,9 , где 1 - длина волокна . При этом в каждом слое все ряды имеют одинаковый угол наклона по отношению к направлению движения приемной поверхности, изменяющийся в пределах 5-90°. 9 IE