Способ изготовления нетканого огнестойкого материала

(51) 04 1/46 (2006.01) 32 15/00 (2006.01) 41 13/02 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ изготовления нетканого огнестойкого материала,включает перемешивание метаарамидных волокон (50-70) с волокнами шерсти(30-50),их соединение путем иглопробивания при плотности пробивания 250-300 1/см 2 и глубине от 8 до 12 мм с последующим валянием. В результате реализации заявляемого способа получают огнестойкий материал, обладающий следующими свойствами толщина материала 1,52,5 мм, огнестойкость 37,4-38,2 (КИ) ,воздухопроницаемость 35,3-35,6 дм 3/см 2,2 поверхностная плотность 383-384 г/м , разрывная нагрузка по длине 80,6-81,3 кгс, разрывная нагрузка по ширине 41,3-42,6 кгс.(76) Таласпаева Асем АугангалиевнаМолдагажиева Зауре Даулетбековна Жилисбаева Раушан ОразовнаКи Джон Юн(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО ОГНЕСТОЙКОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к способу изготовления нетканого текстильного материала,преимущественно для спецодежды сварщиков,пожарников, сотрудников МЧС и др. Изобретение относится к способу изготовления нетканого текстильного материала,преимущественно для спецодежды сварщиков,пожарников, сотрудников МЧС и др. Известен способ изготовления нетканого огнестойкого материала, включающий соединение иглопробиванием углеродных волокон(поверхностной плотности 65-230 г/м 2),помещенных между слоями ткани из смеси шерстяного и огнестойкого волокна (поверхностной плотности от 200 до 760 г/м 2) ( Патент 2001176, МПК 04 1/46, В 32 В 15/00, 41 13/02. опубл. 15.10.1993). Недостатком известного способа является то, что получают материал, повышенной поверхностной плотности (поверхностная плотность достигает 1 кг/м 2 и более). Кроме того, углеродное волокно токопроводящий элемент. При выработке слоя из углеродного волокна существует опасность загорания оборудования. Волокно в случае миграции через швы и проколы в пододежное пространство может вызывать аллергические реакции, провоцировать удар током, а также снижает гигиенические и эксплуатационные свойства получаемого материала. Наиболее близким техническим решением к заявляемому,является способ изготовления нетканого огнестойкого материала, включающий соединение мета-арамидных волокон (40-45),полиэфирных волокон пониженной горючести (1045) и регенерированных мета-арамидных волокон(40-45) иглопробиванием при плотности пробивания от 150 до 200 1/м 2 и глубине от 8 до 12 мм. ( Патент 2361973, МПК 04 Н 1/46,опубл. 20.07.2009) Недостатком известного способа является то, что получают материал с пониженной огнестойкостью и повышенной теплопроводностью. Задачей заявляемого технического решения является разработка способа изготовления нетканого огнестойкого материала с использованием сырья РК. Технический эффект поставленной задачи состоит в расширении ассортимента исходного сырья, утилизации отходов ткацкого производства, а также в повышении огнестойкости. Задача решается тем, что способ изготовления нетканого огнестойкого материала, включает перемешивание мета - арамидных волокон (50-70) с волокнами шерсти (30-50), их соединение путем иглопробивания при плотности пробивания 250-300 1/см 2 и глубине от 8 до 12 мм с последующим валянием. Отличительным признаком заявляемого технического решения является то, что в качестве волокон пониженной горючести используют волокна шерсти, которые перемешивают с метаарамидными волокнами и соединяют путем иглопробивания при плотности пробивания 250-300 1/см 2 с последующим валянием. К нетканым материалам относятся полотна,получаемые из волокон или нитей путем скрепления их различными способами, кроме ткачества. 2 Производство нетканых материалов основано на использовании отходов текстильного производства,низкосортных и непрядомых волокон и другого сырья,не пригодного для текстильной промышленности. Технология изготовления нетканых материалов отличается простотой, а оборудование - высокой производительностью.(Сухарев М.И. материаловедение. Москва Легкая индустрия 1973 г., с.59-60) Шерстяные волокна под микроскопом можно легко отличить от других волокон - их наружная поверхность покрыта чешуйками. Чешуйчатый слой состоит из мелких пластинок в форме конусообразных колец, нанизанных друг на друга, и представляет собой ороговевшие клетки. За чешуйчатым слоем следует корковый - основной, от которого зависят свойства волокна и изделий из них. В волокне может быть и третий - сердцевинный слой, состоящий из рыхлых, заполненных воздухом клеток. Использование волокон шерсти в заявляемом способе определено их строением,определяющим свойства шерсти низкая теплопроводность и гигроскопичность.(Сухарев М.И. материаловедение. Москва Легкая индустрия 1973 г., с.16-17) Кроме того,использование волокон шерсти позволяет расширить ассортимент исходного сырья для изготовления нетканого огнестойкого материала и утилизировать отходы ткацкого производства,использующего шерсть овец, разводимых в Казахстане. Перемешивание мета-арамидных волокон с волокнами шерсти и их соединение путем иглопробивания обеспечивает повышение огнестойкости и снижение теплопроводности равномерно по всему объему получаемого материала, что повышает защитную способность изготавливаемого материала, в отличие от известного технического решения, при котором каждый слой обладает своими физикомеханическими показателями. Скрепление волокон в нетканом холсте осуществляют в результате их механического смешивания при многократном пробивании нетканого холста иглами с зазубринами. Проходя через холст, иглы захватывают зазубринами пучки волокон и протаскивают их через толщину холста. В результате в структуре холста изменяются расположение волокон, их ориентация. В местах проколов образуются пучки волокон,расположенные перпендикулярно плоскости холста с помощью этих пучков происходит связывание структурных элементов полотна, повышающее прочность материала. Плотность пробивания 250-300 1/см 2 подобрана экспериментально с целью повышения огнестойкости и прочности получаемого материала. Увеличение плотности прокалывания ведет к разуплотнению материала,уменьшению прочностных и огнестойких свойств,к необоснованному снижению производительности оборудования. Использование волокон шерсти в заявляемом способе позволяет дополнительно скрепить изготавливаемый материал валянием,чем обеспечивают ему повышение огнестойкости и снижение теплопроводности. Валяльный способ производства нетканых полотен - один из древнейших способов получения текстильных материалов. Он заключается в уплотнении волокнистой массы при совместном действии влаги, тепла и механической нагрузки. Наиболее прочные и плотные полотна получают из шерстяных волокон - единственного вида волокон,обладающего необходимыми для этого способа свойствами эластичностью, извитостью и разницей в тангенциальном сопротивлении вдоль и против чешуек поверхности волокна. Валянием соединенных волокон, обеспечивает повышение термостойкости, водоотталкивания и снижение теплопроводности получаемого материала.(Бершев Е.Н.,Курицина В.В.,Куриленко А.И., Смирнов Г.П., Технология производства нетканых материалов, М., 1982 Озеров Б.В.,Гусев В.Е.,Проектирование производства нетканых материалов, М., 1984. В.М. Горчакова). В заявляемом способе изготовления нетканого огнестойкого материала шерстяные волокна,перемешанные с мета - арамидными волокнами и соединенные с ними иглопробиванием, подвергая валянию, уплотняют получаемый материал. Поверхностная плотность готового материала зависит от степени уплотнения материала в ходе изготовления. Экспериментально установлено, что при поверхностной плотности 383-384 1/см 2,полученной при реализации заявляемого способа,огнестойкий материал обладает наилучшими физико-механическими характеристиками. Снижение поверхностной плотности ниже 383 г/м 2 будет способствовать снижению защитных свойств материала, а повышение поверхностной плотности выше 384 г/м 2 нецелесообразно. Таким образом, при реализации заявляемого способа, получают плотный сваляный нетканый материал, обладающий повышенными защитными и физико-механическими свойствами. В таблице 1 представлены характеристики и результаты испытаний нетканого огнестойкого материала,предназначенного для создания спецодежды. Заявляемый способ изготовления нетканого огнестойкого материала осуществляют следующим образом.(50-70) кг мета - арамидных волокон перемешивают с (30-50) кг волокнами шерсти, затем соединяют между собой путем иглопробивания способом глубиной от 8 до 12 мм и плотности пробивания от 250 до 300 1/см 2. Затем полученный материал подвергают усадке и уплотнению валянием. Скрепленные между собой волокна смачивают мыльным раствором, обрабатывают паром под давлением и пропускают между валками. Поверхность материала приобретает войлокообразный вид, придающей материалу такие свойства повышение водоотталкивания,огнестойкости и поверхностной плотности. Затем полученный материал подвергают сушке. Пример 1 В бункер чесальной машины загружают 30 кг прочесанных волокон шерсти и с 70 кг мета арамидных волокон, перемешивают и соединяют между собой путем иглопробивания на иглопробивной машине ИМ-1800 МА глубиной 12 мм и плотности пробивания от 300 1/см 2. Скрепленные между собой волокна смачивают мыльным раствором, обрабатывают паром под давлением 3,5 мПа при температуре 200 С и пропускают между валками. В результате реализации заявляемого способа получают огнестойкий материал, обладающий следующими свойствами толщина материала 2,5 мм,огнестойкость 38,2,воздухопроницаемость 35,6 дм 3/см 2, поверхностная плотность 384 г/м 2, разрывная нагрузка по длине 81,3 кгс, разрывная нагрузка по ширине 42,6 кгс. Таким образом, получаемый огнестойкий материал обладает по сравнению с прототипом повышенными защитными и физико-механическими показателями с использованием сырья Республики Казахстан в виде отходов ткацкого производства. Таблица 1 Толщина материала, мм Огнестойкость, (КИ),Воздухопроницаемость дм 3/см 2 Поверхностная плотность, г/м 2 Разрывная нагрузка по длине, кгс Разрывная нагрузка по ширине, кгс ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ изготовления нетканого огнестойкого материала,включающий соединение путем иглопробивания и глубиной от 8 до 12 мм метаарамидных волокон с волокнами пониженной горючести, отличающийся тем, что в качестве волокон пониженной горючести используют 3 волокна шерсти, которые смешивают с метаарамидными волокнами с последующим валянием соединенных волокон при плотности пробивания от 250 до 300 1/см 2, при следующем соотношении компонентов, в мас.мета-арамидные волокна 50 - 70 шерстяные волокна 30 - 50.