Изоляционный материал-наполнитель из волокна со сверхтонким титром
Изоляционный материал или наполнитель состоит из волоконных шариков, представляющих собой образования из беспорядочно спутанных волокон из сложного полиэфира, имеющих сверхтонкий титр, равный 1 денье или меньше. Технический результат - изоляционный материал или наполнитель имеет высокую целостность, эластичность и долговечность. 2 н. и 9 з.п.ф-лы, 4 ил.
Область техники
Настоящее изобретение направлено на улучшение волоконного материала-наполнителя, который обычно называют волоконными шариками.
Уровень техники
Предпринимались многочисленные попытки создать изоляционный материал или наполнитель, представляющий собой приемлемую замену пуху. Одним из материалов, широко представленных на рынке в качестве наполнителя для подушек, матрацев, одежды и мебели, является волокно из сложного полиэфира. Этот наполнитель может быть различного вида, например, он может представлять собой штапельные волокна различных размеров, полые и жесткие волокна и извитые волокна. Были предложены также различные формы элементов волоконного наполнителя, например сферы (патент США № 4065599), сферы с выступающими волокнами для обеспечения взаимного соединения (патент США № 4820574), пучки извитых волокон (патент США № 4418103), группы петель из волокон (патент США № 4555421), рулоны из волокон, пучки и конфигурации типа подушечек для булавок (патент США № 3892909). Было также установлено, что особенно подходящими для изоляционного материала/наполнителя являются кластеры из волокон, образованные из измельченного прочеса, например описанные в патенте США № 6329051, и такие кластеры в смеси с натуральными волокнами, например пухом, как описано в патенте США № 6329052. Согласно патенту США № 4992326 прекрасным изоляционным материалом-наполнителем в виде прочеса или кластеров является смесь макроволокон и микроволокон. Кроне того, было установлено, что композиции из изоляционного материала/наполнителя, описанного в патентах США № 4588635 и 5043207, тоже являются хорошей заменой изоляции из натуральных материалов.
В упомянутых патентах предложены различные способы создания волоконного наполнителя или волоконных шариков. К другим способам относится способ согласно патенту США № 5851665, включающий точечное соединение очеса и волокон, и способ согласно патенту США № 5218740, включающий подачу однородного слоя штапельного волокна на вращающийся барабан, покрытый игольчатой гарнитурой, и скатывание волокна в круглые кластеры, которые удаляются специальной решеткой съемного барабана. Другие способы предлагают скатывать волокно в шарик с помощью обдувки или мягчения воздухом (см., например, патенты США № 4618531, 4783364 и 4164534).
Было предложено делать различие между волоконными шариками и узелками (иногда называемыми непсами). (См., например, патент США № 5344707.) Термин "узелок" обычно относится к небольшому мягкому узелку или "крупинке" в нити или ткани, или к сукрутине или спутанной массе волокон (Текстильный словарь Fairchild's Dictionary of Textiles 1970 Edition). Согласно указанному словарю узелки обычно получаются на чесальных машинах и содержат значительное количество волокон с сильно спутанными ядрами, что не способствует эластичности. Сказано также, что узелки не обладают объемом, эластичностью и долговечностью, которые необходимы для материала, используемого в качестве наполнителя (в отличие от волоконных шариков).
Интересно отметить, что при изготовлении ткани или прочеса узелки нежелательны и поэтому предпринимались попытки предупредить их появление во время чесания. (См., например, патент США № 4524492.) Как отмечено в патенте США N 2923980, узелки возникают случайно, и происходит это в чесальной машине тогда, когда покрытие барабанов истирается настолько, что на них уже нельзя получить желаемые ткань или прочес, не имеющие небольших узелков. Поскольку было обнаружено, что узелки можно использовать, были разработаны машины, специально предназначенные для их создания, (обычно путем изменения чесальной машины), например машина, описанная в патенте, который упомянут выше последним.
Сущность изобретения
Главной целью изобретения является создание волоконного шарика, который обладает хорошей физической целостностью и при этом является эластичным и долговечным.
Дополнительной целью изобретения является создание волоконного шарика, который обеспечивает хорошую изоляцию и мягкий на ощупь.
Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы создать средства изготовления указанных волоконных шариков, не требующие дорогостоящих и сложных переделок существующего оборудования.
Еще одной целью изобретения является создание указанных волоконных шариков в смеси с другими материалами, которые могут быть натуральными или синтетическими.
Эти и другие цели и преимущества достигнуты в настоящем изобретении, где предусмотрено использование стандартной чесальной машины, в которой сделаны некоторые изменения с целью изготовления шариков из волокон из сложного полиэфира, имеющих сверхтонкий титр. Эти изменения не требуют конструктивной переделки элементов машины, а сводятся, в основном, к изменению направления вращения некоторых ее элементов и замене их игольчатой гарнитуры. В процессе изготовления происходит физическое скатывание и спутывание волокон в шарики. Это обеспечивает их высокую целостность, эластичность и долговечность. Кроме того, было обнаружено, что при использовании выполненных из сложного полиэфира волокон со сверхтонким титром получаются более теплые, мягкие изоляция или наполнитель. Для специальных применений предусматривается смешивание волоконных шариков, изготовленных указанным образом, с натуральными или синтетическими волокнами.
Краткое описание чертежей
Цели и преимущества изобретения будут понятны из последующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, где
на фиг.1 схематично изображена типичная чесальная машина,
на фиг.2 - чесальная машина, измененная для изготовления волоконных шариков согласно изобретению,
на фиг.3 показан волоконный шарик согласно изобретению и
на фиг.4 волоконный шарик согласно изобретению изображен утрированно.
Подробное описание предпочтительного варианта выполнения изобретения
На фиг.1 показано типичное чесальное устройство 10. Работа чесальных машин в общих чертах описана в патенте США № 5218740, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки. Процесс чесания включает взятие массы волокон, их перемешивание, удаление примесей, ориентацию волокон и создание прочеса, который затем подвергается дальнейшей обработке. Возникновение узелков при чесании нежелательно и во избежание этого принимаются специальные меры.
Чесальное устройство 10 содержит главный барабан 12, на котором расположена игольчатая гарнитура 14 и который обычно вращается по часовой стрелке. Перед главным барабаном 12, по ходу движения волокна, установлен барабан 16 меньшего размера, обычно называемый приемным барабаном, который тоже покрыт игольчатой гарнитурой 18, но вращается в направлении, противоположном направлению вращения барабана 12. Рядом с приемным барабаном 16 находится несколько подающих валиков 20, два из которых вращаются против часовой стрелки, а один - по часовой стрелке.
Подающие валики 20 подают свободное волокно 22 на валик 16, который подцепляет его своей игольчатой гарнитурой 18 и подает на главный барабан 12. Вдоль части окружности главного барабана 12 расположено множество пар, состоящих из рабочих валиков 24 и чистильных валиков 26. При чесании направление вращения рабочих/чистильных валиков обычно противоположно направлению вращения главного барабана 12. Острия (или ориентация игольчатой гарнитуры) 28 на рабочих валиках 24 обращены в сторону подачи (т.е. налево на фиг.1), а острия 30 на чистильных валиках 26 и острия 32 на главном барабане 12 обращены в сторону съема (т.е. направо). Чесание происходит между рабочими валиками 26 и главным барабаном 12. Игольчатая гарнитура на чистильных валиках 24 снимает волокна с рабочих валиков 26 и переносит их для удаления главным барабаном 12. Имеется бегун 28 для придания высокого качества получаемому прочесу, который затем снимается съемным барабаном 30.
Описанный выше типичный процесс чесания изменен так, чтобы происходило образование не прочеса, а волоконных шариков, что поясняется фиг.2, где элементы, аналогичные изображенным на фиг.1, обозначены теми же позициями, но со значком "прим" ('). Устройство 10' для изготовления узелков или волоконных шариков содержит главный барабан 12', который вращается по часовой стрелке. Игольчатая гарнитура 14' имеет ту же ориентацию, как для чесания. Приемный барабан 16' и подающие валики 20' работают, как описано выше. Однако они служат для подачи беспорядочно расположенных штапельных волокон 22' из сложного полиэфира, имеющих сверхтонкий титр (например, 1 денье или меньше). Заметим, что волокно можно силицировать, чтобы сделать конечный продукт более приятным на ощупь. Чистильные валики 24' работают, как описано выше. Однако рабочие валики 26', по сравнению с рабочими валиками на фиг.1, вращаются в противоположном направлении, и ориентация их игольчатой гарнитуры тоже изменена на противоположную. Бегун 28' работает, как описано выше, но съемный барабан 30' вращается в противоположном направлении, и ориентация его игольчатой гарнитуры изменена на противоположную по сравнению со съемным барабаном на фиг.1.
Назначение устройства 10' состоит в создании волоконного шарика 40, показанного на фиг.3, из выполненных из сложного полиэфира штапельных волокон со сверхтонким титром. Такие волокна обеспечивают хорошую изоляцию и могут быть смешаны с другими натуральными волокнами, например хлопком, шерстью, шелком, пухом, или синтетическими волокнами. С помощью устройства 10' образуют волоконные шарики 40 из некоторого количества волокон со сверхтонким титром, которые по существу скатываются и спутываются в шарик (см. фиг.4) за счет взаимодействия рабочих валиков 26', чистильных валиков 24' и главного барабана 12' и в конечном итоге удаляются съемным барабаном 30'.
Отметим, что описание устройства 10' дано только для иллюстрации одного из способов изготовления волоконных шариков согласно изобретению. Для этого можно использовать и другие устройства.
Хотя был подробно описан предпочтительный вариант выполнения изобретения, его объем не ограничен этим описанием, а определяется прилагаемой формулой.
1. Изоляционный материал или наполнитель, содержащий, по существу, круглое образование из беспорядочно спутанных волокон, которое образует волоконный шарик, включающий волокна со сверхтонким титром, равным 1 денье или меньше.
2. Изоляционный материал или наполнитель по п.1, в котором все волокна, из которых образован волоконный шарик, являются волокнами со сверхтонким титром.
3. Изоляционный материал или наполнитель по п.2, в котором указанные волокна со сверхтонким титром выполнены из сложного полиэфира.
4. Изоляционный материал или наполнитель по п.1, в котором указанные волокна со сверхтонким титром выполнены из сложного полиэфира.
5. Изоляционный материал или наполнитель по п.1, который включает указанные волоконные шарики в смеси с натуральными волокнами или синтетическими волокнами.
6. Изоляционный материал или наполнитель по п.3, который включает указанные волоконные шарики в смеси с натуральными волокнами или синтетическими волокнами.
7. Изоляционный материал или наполнитель по п.4, который включает указанные волоконные шарики в смеси с натуральными волокнами или синтетическими волокнами.
8. Изоляционный материал или наполнитель по п.1, в котором указанные волокна силицированы.
9. Изоляционный материал или наполнитель, содержащий, по существу, круглое образование из беспорядочно спутанных волокон, которое образует волоконный шарик, причем указанные волокна имеют сверхтонкий титр, равный 1 денье или меньше, и выполнены из сложного полиэфира.
10. Изоляционный материал или наполнитель по п.9, который включает указанные волоконные шарики в смеси с натуральными волокнами или синтетическими волокнами.
11. Изоляционный материал или наполнитель по п.9, в котором указанные волокна силицированы.
