СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК D06N3/00 

1

Известен способ производства нетканых материалов путем формования полотпинш из волокнистой массы, в состав которой входит но меньшей мере 10% нейлона, предусматривающий связывание сонрикасаюш,ихся друг с другом волокон за счет циркуляции через материал потока газа с последующим его удалением. Но этот способ пригоден только для материалов, обладающих термопластичными свойствами.

Предлагаемый способ отличается тем, что с целью расширения области его иснользования на стадии циркуляции применяют газ, обладающий активными свойствами по отношению к волокналг и частично поглощаемый ими. Избыток газа затем удаляют и производят каландрирование формуемого полотнища.

В качестве газа можно применять, например, хлористый водород, двуокись серы, трехфтористый бор.

По предлагаемому способу нитн вытягивают из смеси полиамидов и пневматически утончают перед их размещением в произвольном порядке на поверхности конвейерного ремня для образования однородного полотнища. Предпочтительно полотно опрыскивают но поверхности раствором для облегчения операций с еще несвязанными волокнами. Полотно протягивают через камеру, наполненную активирующим газом, в которой полотно выдерживается в течение времени, достаточного для поверхностного поглощения газа волокнами. Контакт между волокнами в точках их соедниення усиливается путем каландрирования как перед, так и носле обраоотки газом. Затем газ удаляется из волокон. Писле удаления активирующего газа остаются прочные узелкн волокон.

Активирующий газ ми/кет содержать .хлористый водород, треххлористый бор, сернистый ангидрид. Учитывая новышенную скорость ноглощения и десорбцнн н относнтельно удобное нспользование хлористого водорода, его следует считать предпочтительным активирующим

газом. Поэтому только он и указывается ниже. Предпочтительио также ноддержпвать активирующий газ при температуре приблизительно 20--25С для однородности условий обработки н удобства использования, хотя могут

применяться и более высокие или низкне температуры. Абсорбция зависит от темнературы (при более высоких температурах выше скорость абсорбции). Тем не мепее обнаружено, что абсорбция ноннжается с повышением температуры или даже прекращается совсем при достижении темнературы 110°С.

Хотя водные растворы хлористого водорода (соляная кислота) известны как растворители для многих полиамидов, не ионизированный

чистый хлористый водород не является растворигелем, и процесс можно вести в полностью безводных условиях. Процесс соединения ие зависит от растворения полимера. Следует указать также, что не эффект растворения объясняет то обстоятельство, что другие полимеры, кроме полиамндов, также растворимые в соляной кислоте, ие подвергаются сцеплению под воздействием газообразного хлористого водорода. Тем не меиее лучшее соединение получается в атмосферных условиях, в которых уровень влажности поддерживается выше 25%, лучше находится в интервале 40-60%. Для получения сцепляюндегося взаимодействия волокна должны быть в очень тесном контакте. В случае соединения двух пересекающихся волокон это условие может быть соблюдено ноддернчанием волокон в натянутом нерекреш,енном состоянии. Для сетки из волокон приемлемо осуществление усадки переплетенных волокон или подверганне сеткн сжатию. Сжатие сетки может осуществляться как до, так и после обработки хлористым водородом. На практике предварительное сжатие имеет то преимущество, что сообщает большую прочность сетке из-за увеличения давления в узелках волокон. Обнаружено, что самосценляющиеся полимеры под воздействием газа (хлористого водорода) содержат обычно в своей структуре группу -NCO. Для придания полимерам свойства сцепления требуется равномерная концентрация этих групп, которые присоединяются к группам, не изменяющим основность нежелательным образом. Найдено, что нолиамиды, содержащие некоторые ароматические груипы, подвергаются таким реакциям соединения, но некоторые полностью ароматические полиамиды не поддаются реакции, песмотря на то, что концентрацня групп -NCO в них сравнима с их концентрацней в иолигексаметнленадипамиде (нейлон 66), сцепляемом весьма легко. Это может зависеть от жесткости структуры, от ароматических колец в основании амидных групп или от комбипацин этих условий. Хотя механизм сцепления не раскрыт полностью, ожидается, что ои основан на разрыве водородных связей между ценями полимера путем образования комплекса НС1 с амидной группой. В химии полимеров хорошо известно, что большинство физических свойств нолиамидов во многом зависит от межмолекулярных водородных связей между груннами -СО- и -NH- в соседних ценочках нолимеров. Связи образуют перекрестия между лголекулярными цепочками, повышая такие свойства, как точки плавления и прочность на растяжение. Когда эти связи разрушеиы под воздействием хлористого водорода, нолимерные цепочки в структурах становятся более гибкими и ослабляют иаиряжение, оказываемое под действием приложенной к структуре нагрузки. Процесс является обратимым и, когда хлористый водород десорбируется, водородные связи восстанавливаются. Нри сдвиге полимерных цепочек многие из новых связей образуются между цепочками в двух различных структурах. Фотомикрографии поперечных сечений волокон, связанных указанным процессом, показывают наличие гомогенной структуры в зоне соединения без какого-либо признака специального скрепления волокон. Дальнейшим подтверждением этой теории является то, что самосцепляющиеся нолимеры не могут прикрепляться к неспособным к самосцеплению полимерам в указанных условиях, в то время как различные полиамиды, обладающие свойством самосцепления, могут прикрепляться один к другомуСцепление осуществляется со временем выдержки, которое .может варьироваться от 1 сек до нескольких минут, в зависимости от композиции и структуры соединяемых материалов. Эффективиое сцепление достигается при копцентрации НС1, изменяющейся в диапазоне от 100 до 25% смеси с воздухом. Путем регулироваиия времени выдержки, глубина проникновения газа в отдельиые волокна может легко контролироваться и ограничиваться глубина, необходимая для получения требуемого эффекта сцепления. На практике хорошее сцепление получено при проникновении газа на небольшую величину, порядка 5% площади поперечного сечения волокон. Желательными величина.ми, проникновения являются величины от 20 до 50%. Оптимальное время выдержки изменяется в соответствии с конкретной композицией полимера, концентрацией активирующего газа, диаметром волокна и нредыдущих методов обработки волокон. Вообще говоря, более тон1хие волокна из-за того, что они имеют больщую площадь поверхиости на единицу веса, нотребуют более короткого времени для сцепления, чем грубые волокна. Увеличеииое время выдержки приводит обычно к понижению прочности на растяжение очевид ю нотому, что глубина проиикповения газа в волокиа нарушает ориентацию. Десорбция активирующего газа может достигаться при комнатной температуре путе.м промывки в воде или очень слабом водном растворе основы; кроме того это может быть достигнуто в совершенно безводных условиях путем нагрева, что является преимуществом из-за простого восстановления активирующего газа. Темиературы, необходимые для десорбции, гораздо ниже температур размягчения или точек плавлеиия полимера и поэтому пе меияют физических свойств структур. Пример 1. Нейлон 66, предварительно высушенный до уровня влажности порядка 0,01 вес. %, продавливается в расплаве при емпературе около 290°С через фильеру, имеюую 14 отверстий диаметра 0,009 дюйма 0,023 см). Скорость пропускания массы через ильеру составляет 0,78 фунтов в час 0,35/сг/час). Полученные волокна подвергают дальней