Способ получения объемного нетканого утеплителя для одежды

Способ получения объемного нетканого утеплителя для одежды

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в производстве нетканых материалов для швейной промышленности, в частности в качестве утепляющего прокладочного материала, предназначенного для придания одежде объемности и необходимых теплозащитных свойств.

Известен способ получения объемного нетканого материала для придания объемности и теплозащитных свойств одежде, который получают из смеси полиэфирных и бикомпонентных волокон типа «ядро-оболочка», у которых температура плавления оболочки ниже, чем ядра. Слои сформированного прочесанного холста предварительно скрепляются с помощью нагрева от инфракрасного излучения, а затем в сушилке с парообогревом при температуре 170-180°С, где за счет плавления оболочки бикомпонентных волокон происходит скрепление слоев волокнистого холста (Пат.5569525 США, МПК 6 D 04 H 1/58. Ультраобъемное композиционное волокно и способ его производства / Masuda Yugoro, Nagata Makio. - №256321; Заявлено 01.07.94; Опубл. 29.10.96).

Поверхностная плотность материала 100 г/м², прочность при разрыве 0,6 даН по длине и 1,3 даН по ширине, удлинение 45-52%. Недостатком является то, что внутренние слои такого материала всегда скреплены хуже, чем наружные. При эксплуатации изделия происходит сдвиг наружных слоев относительно внутренних, что приводит к преждевременному износу материала и ухудшению внешнего вида изделия.

Известен способ получения объемного нетканого материала для швейной промышленности, содержащего холст из смеси синтетических волокон и волокон пуха, скрепленных между собой латексным поливинилацетатным связующим в количестве 10-35% от массы материала, с последующей сушкой при температуре 100-120°С. Объемный нетканый материал содержит 10-35% сухого связующего и 65-90% волокнистого холста. Поверхностная плотность материала 137-145 г/м², прочность при разрыве 0,4-0,5 даН по ширине и 0,6-0,7 даН по длине, удлинение 55 - 60%, остаточная деформация сразу после снятия нагрузки/ через 20 мин составляет 7/4-5/0%, суммарное тепловое сопротивление 0,350 - 0,390 м²·^°С/Вт, толщина 16/19 мм (Пат. 2093626 Россия, МКИ 6 D 04 H 1/22, 13/00. Нетканый объемный материал / В.В.Дмитриев, Е.С.Сашина. - №94025074/12; Заявлено 4.07.94; Опубл. 20.10.97).·

Недостатком является то, что для придания объемности и упругости волокна холста обрабатываются неионогенными и катионактивными поверхностно-активными веществами, которые образуют на волокне полимолекулярную пленку, имеющую разноименный заряд. Таким образом, материал обладает повышенной электризуемостью, что недопустимо для материалов одежды. Кроме того, волокна пуха в структуре материала недостаточно прочно закреплены, что приведет к их миграции через верхний слой одежды.

Известен способ получения объемного нетканого материала «теплина», используемого в качестве утепляющей прокладки в швейных изделиях. Способ получения заключается в формировании волокнистого холста из полиэфирного волокна линейной плотности 0,6-0,8 текс (ТУ 6-13-0204077-92-88 Волокно полиэфирное для текстильной промышленности). Для чего волокно сначала расчесывают на чесальной машине, снимают с поверхности барабана и направленной струей воздуха от нагнетательного вентилятора волокна укладывают на сетчатом транспортере и формируют волокнистый холст поверхностной плотностью 85-88 г/м². Сформированный холст транспортером подается в зону нанесения жидкого связующего, где пропитывается путем распыления через форсунки распылителей связующего из расчета 12-15% сухого вещества от массы волокнистого холста, с последующей сушкой при температуре 100-120°С. В качестве связующего вещества используется сополимер на основе винилхлорида с винилацетатом марки А-25 (ТУ 6-01-1181-87). Объемный нетканый материал «теплин» содержит 85-88% волокнистого холста и 12-15% сухого связующего А-25.

Объемное нетканое полотно «теплин» поверхностной плотности 100 г/м² характеризуется прочностью при разрыве 0,8 даН по ширине и 0,3 даН по длине, удлинение 75-80%. Снижение прочности после 5 химчисток перхлорэтиленом составляет 29%, остаточная деформация сразу после снятия нагрузки 5%, через 20 мин 3%, суммарное тепловое сопротивление 0,365 м²·°С/Вт, толщина 17 мм (ТУ 8392-001-24653847-97. Полотно объемное клееное «теплин»).

Недостатком данного объемного нетканого утепляющего материала является невысокая прочность скрепления волокон в холсте и неустойчивость клеевого соединения к действию перхлорэтилена при химической чистке одежды. Снижение прочности после 5 химчисток не должно превышать 20%.

Известен способ получения нетканого утепляющего материала для швейной промышленности, содержащего волокнистый холст из смеси 50% полиэфирного волокна линейной плотностью 2 текс, длиной 66 мм и 50% силиконизированных полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 66 мм. Холст помещают на сетку транспортера с ячейками размером 1-3 мм и обрабатывают струями воды под давлением 5 МПа из фильеры, совершающей возвратно-поступательные движения со скоростью 30-60 м/мин относительно транспортера, который движется со скоростью 2-3 м/мин. Скрепление осуществляется рядами швов, образованных от воздействия водяными струями, выполненных с пересечением под углом в пределах 45-89° с образованием сетки, при этом расстояние между рядами составляет не более 1,6 см, а материал имеет перфорацию, размер отверстий которой не превышает 1 мм. Полученный данным способом нетканый утепляющий материал обладает высокой прочностью 3,57 даН по длине и 2 даН по ширине, и суммарным тепловым сопротивлением 0,358 м²·°С/Вт (Пат. RU 2136794 С1, кл. 6 D 04 H 1/44. Нетканый утепляющий материал / В.Ю.Мишаков, Б.В.Заметта, Б.А.Бузов. - №98122478/12; Заявлено 10.12.98; Опубл. 10.09.99. Прототип).

Недостатком данного нетканого утепляющего материала являются невысокие теплозащитные свойства из-за наличия перфорированных отверстий, что ограничивает область его применения, только для материалов с низкой воздухопроницаемостью, меха и кожи.

Задачей изобретения является разработка способа получения объемного нетканого утеплителя для одежды на основе полиэфирного волокна и жидкого связующего акрилового сополимера АК - 218-44 для швейной промышленности в качестве объемного утеплителя изделий из различных текстильных материалов, обладающего необходимыми теплозащитными свойствами, высокой прочностью, упругостью и устойчивостью к действию перхлорэтилена при химчистке.

Для достижения данного технического результата в способе получения объемного нетканого утеплителя для одежды, включающем формирование волокнистого холста из полиэфирного волокна, волокнистый холст формируют из полиэфирного волокна линейной плотности 0,6-0,8 текс и скрепление его слоев осуществляют жидким связующим в количестве 12-15 мас.% сухого связующего на 85-88 мас.% волокнистого холста с последующей сушкой при температуре 100-120°С, в качестве жидкого связующего используют эмульсию сополимера акрилового АК - 218-44 состава, мас.%: метилметакрилат 44-53; метилакрилат 44-53; стабилизатор реакции полимеризации 2,5-3.

Объемный нетканый утеплитель для одежды в готовом виде содержит 12-15% сухого связующего и 85-88% полиэфирного волокнистого холста.

Стабилизатор реакции полимеризации содержит, мас.%: персульфат аммония - 7,5 - инициатор; эмульгатор - С-10 волгонат - 40; дибутилфталат - 48,8 - пластификатор; триэтаноламин - 3,7 - нейтрализатор рН. Состав и соотношение компонентов стабилизатора известно и не влияет на свойства сополимера акрилового (Технология пластических масс / под ред. Коршака В.В. - М.: Химия." 1985. - С.128-129).

Объемный нетканый утеплитель для одежды получают на промышленной установке следующим образом: полиэфирное волокно линейной плотности 0,6-0,8 текс (ТУ 6-13-0204077-92-88 Волокно полиэфирное для текстильной промышленности) расчесывают на чесальной машине, снимают с поверхности барабана и направленной струей воздуха от нагнетательного вентилятора волокна укладывают на сетчатом транспортере и формируют волокнистый холст поверхностной плотность 85-88 г/м². Толщина и масса холста регулируются самовесом чесальной машины и скоростью подачи сетчатого транспортера холстообразователя. Сформированный холст транспортером подается в зону нанесения жидкого связующего, где пропитывается путем распыления через форсунки распылителей эмульсией акрилового сополимера АК - 218-44 состава, мас.%: метилметакрилат - 44-53, метилакрилат - 44-53 и стабилизатор реакции полимеризации - 2,5-3.

Стабилизатор содержит, мас.%: персульфат аммония - 7,5 - инициатор; эмульгатор - С-10 волгонат - 40; дибутилфталат - 48,8 - пластификатор; триэтаноламин - 3,7 - нейтрализатор рН (ТУ 6-01-1150-88. Сополимер акриловый АК 218-44).

Распыление осуществляется на двух участках на входе и выходе из сушильной машины, что дает возможность нанести связующее с обеих сторон полотна по всей его толщине. Связующее АК - 218-44 наносится из расчета 12-15% сухого вещества от массы волокнистого холста. Расход связующего регулируется количеством распылителей. Затем холст поступает в сушильную машину для окончательной сушки. Температура в сушильной машине 100-120°С, скорость движения транспортера 4-4,16 м/с, длина сушильной машины 10 м. Объемный нетканый утеплитель для одежды в готовом виде содержит 85-88% волокнистого холста из полиэфирных волокон и 12-15% сухого связующего АК- 218-44.

Полученный объемный нетканый утеплитель для одежды испытывали на определение показателей качества.

Определение разрывной нагрузки и удлинения при разрыве проводили по ГОСТ 15902.3-79 Полотна нетканые. Методы определения прочности.

Поверхностную плотность определяли по ГОСТ 3811-72 Ткани и штучные изделия текстильные. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей.

Неравномерность по массе и толщине полотна определяли по ГОСТ 15902.2-79 Полотна нетканые. Метод определения структурных характеристик.

Устойчивость объемного нетканого утеплителя для одежды к химчистке определяли по методике ЦНИИШП. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства / Под ред. Б.А.Бузова. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - С.302.

Суммарное тепловое сопротивление измеряли на приборе ПТС-225 по ГОСТ 20489-75.

Остаточную деформацию материала после сжатия (упругость) определяли по известной методике. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства / Под ред. Б.А.Бузова. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - С.383.

Несминаемость определяли по ГОСТ 19204-73.

Жесткость определяли по ГОСТ 10550-75.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Для проведения сравнительного анализа теплозащитных свойств разработанного материала с прототипом дополнительно определены его свойства в пакете с нейлоновой прокладкой.

Как видно из таблицы, разработанный объемный нетканый утеплитель для одежды характеризуется высокими показателями качества: прочность при разрыве в 2,5 раза превышает нормативные требования; высокая устойчивость к действию перхлорэтилена и трихлоэтилена при химической чистке, снижение прочности при растяжении после 5 химчисток не превышает 5%; высокой упругостью, несминаемостью и необходимой жесткостью. Остаточная деформация после снятия нагрузки и через 20 мин в 1,5-2 раза меньше, чем у аналогов, следовательно, утеплитель будет хорошо сохранять форму в процессе эксплуатации одежды. Разработанный объемный нетканый утеплитель для одежды обладает хорошими теплозащитными свойствами, превышающими прототип, что позволяет рекомендовать его к применению в производстве широкого ассортимента одежды (курток, пальто, спецодежды и т.д.) из различных текстильных материалов.

Высокие эксплуатационные свойства разработанного объемного нетканого утеплителя для одежды обусловлены применением акриловой дисперсии АК- 218-44 в количестве 12-15 мас.%, обладающей высокой когезией и адгезией к лавсановым волокнам. Увеличение количества связующего приводит к неоправданному расходованию полимера, так как прочность утеплителя практически не возрастает, однако жесткость повышается значительно, что нежелательно. Уменьшение связующего в составе утеплителя приводит к ухудшению прочностных свойств полотна.

Таким образом, разработанный объемный нетканый утеплитель для верхней одежды из различных текстильных материалов обладает высокой прочностью, упругостью и несминаемостью, не теряет прочность при уходе в процессе химчистки, что позволит обеспечить высокое качество отечественной одежды и повысить срок ее эксплуатации.

Таблица 1
Свойства объемного нетканого утеплителя для одежды
Состав утеплителя и связующего, мас.%	Показатели свойств
Разрывная нагрузка, даН	Разрывное удлинние, %	Поверхностная плотность, г/м2	Несминаемость, %	Потеря прочности после 5 химчисток, %	Жесткость, мкН·см2	Суммарное тепловое сопротивление, м2 °С/Вт	Толщина, MM (без давления/ давление 196 Па)	Остаточная деформация после снятия нагрузки / через 20 мин, %
Дл	Шир	Дл	Шир	Дл	Шир	Дл	Шир	Дл	Шир
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 53 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 3	0,8	2,0	53	45	100	90	95	4,3	4,1	10008	12011	0,39	19/3,5	3/0
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 44 Метилакрилат - 53 Стабилизатор - 3	0,78	1,9	50	48	100	90	94	4,0	3,9	10015	12087	0,39	19/3,5	3,3/0,8
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 52,5 Метилакрилат - 45 Стабилизатор - 2,5	0,76	1,8	52	49	100	90	94	3,8	3,9	10087	12113	0,39	19/3,52	3,1/0,7
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 43,5 метилакрилат - 53 Стабилизатор - 3,5	0,45	0,57	59	63	100	82	85	17,3	18,2	13965	18654	0,312	19/3,84	6/3
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 53,5 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 2,5	0,37	0,69	68	75	100	83	87	18	19	15392	19987	0,318	19/3,95	5/4
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 44 Метилакрилат - 53,5 Стабилизатор - 2,5	0,38	0,67	63	71	100	80	82	18,4	18,3	15136	19561	0,310	19/3,92	5,5/4

Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 53 Метилакрилат - 43,5 Стабилизатор - 3,5	0,44	0,58	61	64	100	84	83	18,1	18,5	13843	18321	0,311	19/3,81	6/4
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 54 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 2	0,35	0,62	74	78	100	83	81	18,6	19,1	15381	19118	0,316	19/3,95	5/4
88ПЭ+12АК218-44 Метилметакрилат - 54,5 Метилакрилат - 43,5 Стабилизатор - 2	0,34	0,60	76	77	100	85	87	18,9	19,2	15417	18760	0,324	19/3,96	4,5/3
86,5ПЭ+13,5АК218-44 Метилметакрилат - 53 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 3	1,39	2,2	51	46	99	92	93	4,0	3,9	10118	12145	0,397	19/3,5	2,9/0
85ПЭ+15АК218-44 Метилметакрилат - 53 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 3	1,96	2,4	52	47	98	94	95	4,1	3,8	10213	12182	0,399	19/3,5	2,85/0
88,5ПЭ+11,5АК218-44 Метилметакрилат - 53 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 3	0,46	0,58	58	62	97	81	84	12,7	14,6	10185	10114	0,353	19/3,84	6/3,5
84,5ПЭ+15,5АК218-44 Метилметакрилат - 53 метилакрилат - 44 Стабилизатор - 3	0,88	1,70	67	76	103	84	85	13,1	14,2	15412	19847	0,351	19/3,95	5/4,5

Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Пакет: нейлоновая прокладка + утеплитель, состава 85ПЭ+15АК218-44 Метилметакрилат - 53 Метилакрилат - 44 Стабилизатор - 3	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,495	19,5/4	-
Поливинилацетатная эмульсия (аналог)	0,6-0,7	0,4-0,5	55	60	137-145	82	76	22	22,6	15100	17640	0,35-0,39		7/4-5/0
А-25 сополимер винилхлорида с винилацетатом (аналог)	0,3	0,8	80	75	100	84	88	29	29,4	17320	13480	0,365	19/4,1	5/3
Прототип по Пат.RU №2136794	3,5	2,0	-	-	94,3	-	-	-	-	-	-	3,9СIо/см=0,358 м2·°C/Вт	-/0,52	-

Способ получения объемного нетканого утеплителя для одежды, включающий формирование волокнистого холста из полиэфирного волокна, отличающийся тем, что волокнистый холст формируют из полиэфирного волокна линейной плотностью 0,6-0,8 текс и скрепление его слоев осуществляют жидким связующим в количестве 12-15 мас.% сухого связующего на 85-88 мас.% волокнистого холста с последующей сушкой при температуре 100-120°С, в качестве жидкого связующего используют эмульсию сополимера акрилового АК-218-44 состава, мас.%:

Метилметакрилат	44-53
Метилакрилат	44-53
Стабилизатор реакции полимеризации	2,5-3