Нетканый материал с тисненым сетчатым узором

Авторы патента:


Изобретение касается нетканого материала, включающего в себя каркасные волокна и по меньшей мере частично расплавленный термопластичный материал, в частности по меньшей мере частично расплавленные связующие волокна, причем по меньшей мере каркасными волокнами являются штапельные волокна, и причем нетканый материал имеет термически тисненый сетчатый узор из множества перекрещивающихся тисненых впадин, между которыми расположено множество тисненых выпуклостей, причем эквивалентный диаметр (7) тисненых выпуклостей (5) меньше 50% длины волокна каркасных волокон; отношение ширины (3) тисненых впадин (2) к толщине (6) нетканого материала (1) в области тисненых выпуклостей (5) меньше или равно 4/5 и отношение ширины (3) тисненых впадин (2) к толщине (4) нетканого материала (1) в области тисненых впадин (2) составляет от 0,5 до 2. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Изобретение касается нетканого материала с тисненым сетчатым узором. Далее изобретение касается способа получения такого нетканого материала, а также его применения в качестве протирочной тряпки для домашнего хозяйства, на производстве и/или в качестве протирочного материала в швабре.

Уровень техники

Текстильные изделия плоской формы в виде нетканых материалов с широко используются как протирочные тряпки и протирочный материал в швабрах. Для достижения более долгого срока службы волокна в таких нетканых материалах, как правило, либо термически связываются путем сплавления имеющихся термопластичных волокон, либо путем склеивания или, соответственно, сплетения волокон с помощью нанесенных или внесенных химических систем связующих.

Для дальнейшего повышения связывания и улучшения механических свойств, например, в JP 60-194160 описывается термическое спрессовывание посредством нагретых валов. Однако результатом этого спрессовывания по всей поверхности являются тонкие, мало гибкие, бумагообразные и мало абсорбирующие изделия плоской формы.

Как описано в EP 1 322 806 B1, частичным тиснением могут быть снабжены и влажные салфетки для ухода за младенцами, чтобы повысить прочность материала, что, однако, в известных способах и узорах ведет к повышению изгибающего момента и, тем самым, к нежелательной жесткости салфеток. Тем не менее, чтобы получить влажные одноразовые салфетки, отвечающие требованиям по мягкости, объемности, абсорбции и механической прочности, в указанной публикации предлагается устанавливать между дискретными (одиночными, невзаимосвязанными) тиснеными областями расстояние, по меньшей мере, в половину номинальной длины волокна. К тому же, тисненая область должна составлять от 4% до 8% общей площади.

Гибкость и прочность по описанному уровню техники являются разнонаправленными свойствами термически спрессованных (каландрированных) нетканых материалов. Для применения в качестве многократно используемых протирочных тряпок или в качестве протирочного материала в швабрах компромиссы из мягкости и жесткости, достигаемые по уровню техники путем тиснения, не приемлемы, так что иначе как в области влажных одноразовых тряпок до сих пор они не могли быть реализованы.

На этом основании задачей данного изобретения является предоставление нетканого материала, который одновременно соответствует высоким требованиям в отношении мягкости, гибкости и срока службы. К тому же, нетканый материал должен отличаться удовлетворительными абсорбционными свойствами и, в частности, делать возможным изготовление протирочных тряпок и протирочных материалов с вышеназванными свойствами.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение решает ранее указанную задачу с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.

Было установлено, что при определенном расположении и выборе размеров тисненых впадин в отношении длины волокна может быть повышен как срок службы нетканого материала, так и его мягкость и гибкость, и при этом не сильно уменьшается абсорбционная способность нетканого материала из-за нанесенных тисненых впадин.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение касается нетканого материала, включающего в себя каркасные волокна и, по меньшей мере, частично расплавленный термопластичный материал, в частности, по меньшей мере, частично расплавленные термопластичные связующие волокна, причем, по меньшей мере, каркасные волокна представляют собой штапельные волокна, причем нетканый материал имеет термически тисненый сетчатый узор из множества перекрещивающихся тисненых впадин, между которыми расположено множество тисненых выпуклостей, причем эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей меньше, чем 50% длины волокна каркасных волокон, причем отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых выпуклостей меньше или равно 4/5, и причем отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых впадин составляет от 0,5 до 2.

Существенным аспектом соответствующего изобретению нетканого материала является наличие термически тисненого сетчатого узора из множества перекрещивающихся тисненых впадин. В этом сетчатом узоре между тиснеными впадинами расположено множество тисненых выпуклостей. Нетканый материал в области тисненых впадин уплотнен по сравнению с тиснеными выпуклостями и термопластичный материал, по меньшей мере, частично расплавлен, благодаря чему стабилизируется тисненая структура. К тому же, сетчатый узор положительно воздействует на стабильность и срок службы нетканого материала в целом. Узор может быть сформирован по всей поверхности или лишь на участках нетканого материала. В предпочтительной форме выполнения изобретения сетчатый узор сформирован по меньшей мере на 60%, предпочтительно от 70% до 100% и в частности от 80% до 100% поверхности нетканого материала.

Следующий существенный аспект соответствующего изобретению нетканого материала состоит в том, что тисненые впадины расположены таким образом и имеют такие размеры, что эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей меньше, чем 50% длины волокна каркасных волокон.

Под понятием «эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей», как используется здесь, подразумевается диаметр наименьшей окружности, которая описывает всю тисненую выпуклость (т.е. может быть очерчена вокруг нее и/или может ее окружить). Описывание символа означает, что по меньшей мере две точки тисненой выпуклости тангенциально касаются окружности и никакой отрезок тисненой выпуклости не рассекает окружность наружу. Разумеется, для описывания никакая окружность в действительности не должна быть нарисована или маркирована на нетканом материале. Для целей настоящего изобретения были определены эквивалентные диаметры символа, как показано ниже в разделе о способах испытания.

Следующий существенный аспект соответствующего изобретению нетканого материала состоит в том, что отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых выпуклостей меньше или равно 4/5, и отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых впадин составляет от 0,5 до 2.

При этом ширина тисненых впадин определена как расстояние между двумя точками W перегиба переходов тисненой впадины в граничащие тисненые выпуклости. Для целей настоящего изобретения ширина тисненых впадин была определена, как показано ниже в разделе о способах испытания. Далее была измерена толщина нетканого материала в области тисненых выпуклостей согласно DIN EN ISO 9073-2:1997 и толщина нетканого материала в области тисненых впадин, как показано ниже в разделе о способах испытания.

Было обнаружено, что при таком особом расположении и выборе размеров тисненых впадин в соответствии с длиной волокна каркасных волокон может быть достигнут очень хороший набор свойств из высокой прочности и стойкости к истиранию, а также высокой абсорбционной способности и гибкости нетканого материала, что предпочтительно сказывается при применении в качестве протирочной тряпки и/или протирочного материала в швабре.

В частности, особенное расположение и выбор размеров тисненых впадин в отношении длины волокна делает возможным высокое содержание многократно, например, двукратно скрепленных каркасных волокон, т.е. каркасных волокон, которые скреплены, по меньшей мере, в двух различных местах в уплотненной области тисненых впадин. Этим может быть улучшен срок службы и прочность нетканого материала и достигнута малая потеря волокна при использовании и стирке нетканого материала. Кроме того, соответствующий изобретению нетканый материал неожиданным образом отличается высокой гибкостью или, соответственно, низким изгибающим моментом, что придает нетканому материалу высокую податливость и, как сопутствующее, приятное ощущение в руке. Далее, особый сетчатый узор придает нетканому материалу хорошую эффективность чистки также и для более грубых частиц грязи.

Без связи с теорией предполагается, что при особом, соответствующем изобретению расположении и выборе размеров тисненых впадин и длин волокон отдельные каркасные волокна связаны с помощью термопластичного материала в тисненых впадинах действительно сильно друг с другом в трехмерной структуре, и, тем самым, ограничены в своем взаимном положении и возможности двигаться, но тисненые впадины все еще настолько далеко лежат друг от друга, что тисненые области определенным образом могут служить в качестве шарнира, и, тем самым, повышается гибкость нетканого материала.

С помощью этого эффекта в значительной мере компенсируется тенденция того, что процесс тиснения обычно критично повышает изгибающий момент материалов. К тому же, в связи с интенсивным соединением каркасных волокон достигается высокая стойкость, прочность и стабильность размеров при использовании и при стирке.

В практических опытах оказалось особенно благоприятным, когда эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей составляет от 5% до 50%, предпочтительно от 5% до 40%, еще предпочтительнее от 7% до 40% и, в частности, от 8% до 30% длины волокна каркасных волокон.

Далее оказалось особенно благоприятным, когда отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых выпуклостей составляет от 4/5 до 1/5, предпочтительно от 4/5 до 1/3 и, в частности, от 2/3 до 1/3.

Также особо благоприятным оказалось, когда отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых впадин составляет от 0,5 до 1,5 и, в частности, от 0,75 до 1,25.

Доля поверхности тисненых выпуклостей в общей поверхности нетканого материала может быть задана в зависимости от желаемых свойств нетканого материала. В основном, с повышением доли поверхности тисненых выпуклостей в общей поверхности нетканого материала может быть повышена пушистость и способность впитывать нетканого материала. Предпочтительным на этом фоне оказалось задавать общую поверхность тисненых выпуклостей больше, чем 50%, предпочтительно от 55% до 85%, еще предпочтительнее от 60% до 80%, в пересчете на общую поверхность нетканого материала. В случае, если сетчатый узор имеется лишь на участках нетканого материала, для определения доли поверхности тисненых выпуклостей рассматривается лишь участок, снабженный сетчатым узором, в качестве общей поверхности нетканого материала.

При этом доля поверхности тисненых выпуклостей в общей поверхности нетканого материала может быть определена с помощью окрашивания тисненых выпуклостей и последующей оптической оценки, как показано ниже в разделе о способах испытания.

Путем повышения доли поверхности тисненых впадин в общей поверхности нетканого материала, опять-таки, может быть повышена стойкость, прочность и стабильность размеров нетканого материала. На этом фоне доля поверхности тисненых впадин в общей поверхности нетканого материала составляет предпочтительно больше 15%, например, от 15% до 45%, предпочтительно от 20% до 40%. На случай, если сетчатый узор имеется лишь на участках нетканого материала, для определения доли поверхности тисненых впадин рассматривается лишь снабженный сетчатым узором участок в качестве общей поверхности нетканого материала.

Доля поверхности тисненых впадин в общей поверхности нетканого материала может быть определена также с помощью окрашивания тисненых выпуклостей и оптической оценки, как показано ниже в разделе о способах испытания.

В соответствии с изобретением нетканый материал содержит, по меньшей мере, частично расплавленный термопластичный материал, в частности, термопластичные связующие волокна. Так могут быть скреплены каркасные волокна в нетканом материале. Термопластичный материал может включать в себя термопластичные связующие частицы, в частности, связующий порошок и/или связующие волокна. В соответствии с изобретением являются предпочтительными связующие волокна, поскольку они являются особенно легко перерабатываемыми и распределяются гомогенно в нетканом материале.

Чтобы сделать возможным простое расплавление термопластичного материала при изготовлении нетканого материала, точка плавления термопластичного материала лежит предпочтительным образом по меньшей мере на 30°C, например, от 30°C до 150°C, еще предпочтительнее по меньшей мере на 40°C, например, от 40°C до 150°C и, в частности по меньшей мере на 45°C, например, от 45°C до 130°C ниже точки плавления или точки разложения каркасных волокон.

С помощью, по меньшей мере, частично расплавленного термопластичного материала, может быть достигнута, как объяснено выше, стабилизация тисненого сетчатого узора и нетканого материала в целом. Расплавление этого материала при изготовлении нетканого материала может производиться простым образом, например, с помощью использования нагреваемых валов для тиснения.

В соответствии с изобретением особо предпочтительные, по меньшей мере, частично расплавленные термопластичные материалы содержат полиолефин, в частности, полипропилен и/или полиэтилен, а также полиэстер, полиамид, полилактид и/или их смеси и сополимеры.

Чтобы достичь удовлетворительной стабилизации сетчатого узора и нетканого материала в целом, оказалось целесообразным задать долю, по меньшей мере, частично расплавленного термопластичного материала по меньшей мере в 5 вес.%, предпочтительно от 5 вес.% до 30 вес.%, еще предпочтительнее от 15 вес.% до 25 вес.%, в пересчете на общий вес нетканого материала. Задание больше, чем на 30% является невыгодным, поскольку при этом нежелательным образом ограничивается гибкость нетканого материала.

В качестве дополнительных компонентов нетканый материал содержит каркасные волокна. Они имеются соответственно их функции как каркасных волокон либо в нерасплавленном виде или, по меньшей мере, по сравнению, по меньшей мере, с частично расплавленным термопластичным материалом, в значительно менее расплавленном виде. В предпочтительной форме выполнения изобретения каркасные волокна выбраны из нетермопластичных материалов, например, натуральных волокон, предпочтительно целлюлозных волокон, в частности, вискозных или хлопковых волокон и/или их смесей.

Также, однако, допустимо применение термопластичных волокон в качестве каркасных волокон, если их точка плавления имеет достаточное удаление от точки плавления, по меньшей мере, частично расплавленного термопластичного материала. Для этого пригодны, в частности, полиэстеровые, полиамидные, полилактидные волокна и/или их смеси.

Согласно изобретению особо предпочтительным является применение смесей из нетермопластичных и термопластичных волокон в качестве каркасных волокон, поскольку этим может быть достигнут особенно хороший набор свойств для применения в качестве протирочной тряпки и/или протирочного материала в швабре.

Согласно изобретению каркасные волокна представляют собой штапельные волокна. Штапельные волокна, в отличие от филаментов, которые, по меньшей мере, теоретически имеют неограниченную длину, имеют определенные длины. Средняя длина каркасных волокон составляет предпочтительно от 15 мм до 85 мм, еще предпочтительнее от 20 мм до 60 мм, в частности, от 25 мм до 55 мм. Оказалось, что с помощью комбинации вышеназванных длин волокна и особого сетчатого узора можно достичь двойного связывания волокна и, к тому же, обеспечить достаточно несвязанную поверхность волокна и свободные концы волокна, чтобы достичь высокой чистящей эффективности нетканого материала.

Средняя линейная плотность каркасных волокон лежит предпочтительно между 0,1 дтекс и 2,6 дтекс, еще предпочтительнее от 0,3 дтекс до 2,4 дтекс, в частности, от 0,6 дтекс до 2,2 дтекс. Если имеется смесь волокон различных линейных плотностей, то для определения средней линейной плотности не учитываются линейная плотность волокон больше 6,7 дтекс. Оказалось, что волокна с вышеназванными линейными плотностями волокна делают возможными, с одной стороны, высокую чистящую эффективность и, с другой стороны, хорошее ощущение в руке.

Поверхностная плотность нетканого материала лежит предпочтительно в диапазоне от 50 г/м2 до 300 г/м2, еще предпочтительнее от 100 г/м2 до 250 г/м2, в частности, от 120 г/м2 до 220 г/м2. Оказалось, что при вышеназванных поверхностных плотностях, с одной стороны, на основе имеющегося в достаточной мере объема может быть достигнута высокая абсорбционная способность и, с другой стороны, удовлетворительная и приятная гибкость нетканого материала.

Объемный вес уплотненной с помощью тисненых впадин области нетканого материала может быть рассчитан из толщины нетканого материала в области тисненых впадин и из поверхностной плотности нетканого материала и составляет предпочтительно меньше чем 0,0005 г/мм³, еще предпочтительнее от 0,00015 г/мм3 до 0,00045 г/мм3.

В области тисненых выпуклостей нетканый материал имеет меньшую плотность, чем в области тисненых впадин, и, поэтому, он более объемный и больше впитывающий, чем в области тисненых впадин.

Объемный вес неуплотненной с помощью тисненых впадин области нетканого материала может быть рассчитан из толщины нетканого материала в области тисненых выпуклостей и из поверхностной плотности нетканого материала и составляет предпочтительно меньше чем 0,00015 г/мм³, еще предпочтительнее от 0,00008 г/мм3 до 0,00012 г/мм3.

Как поясняется выше, соответствующий изобретению нетканый материал имеет, неожиданным образом, меньший изгибающий момент, по меньшей мере, в одном направлении. При этом этот изгибающий момент предпочтительно меньше, чем изгибающий момент нетканого материала одинакового строения без тисненых впадин.

Изгибающий момент соответствующего изобретению нетканого материала по меньшей мере в одном направлении лежит предпочтительно около менее 90%, предпочтительно от 70% до 90%, в частности от 75% до 85% нетканого материала одинакового строения без тиснения.

Как поясняется выше, нетканый материал может быть как термически скрепленным с помощью, по меньшей мере, частично расплавленного термопластичного материала. При этом термически расплавленный термопластичный материал имеется, по меньшей мере, в областях с тиснеными впадинами. В предпочтительной форме выполнения, по меньшей мере, частично термически расплавленный термопластичный материал имеется дополнительно также в областях тисненых выпуклостей, что делает возможной дополнительную стабилизацию нетканого материала. Создание, по меньшей мере, частично расплавленных областей может происходить, как поясняется выше, с помощью процесса тиснения. Однако, может быть предпочтительным провести дополнительное термическое скрепление, при котором термопластичный материал расплавляется, по меньшей мере, пропорционально содержанию.

В дополнение к термическому скреплению нетканый материал также может иметь связующее для скрепления, причем предпочтительным образом имеется, по меньшей мере, часть волокон, соединенных связующим. При этом может быть использовано любое связующее, обычное для химического скрепления текстильных материалов, причем связующее предпочтительно выбрано из группы, состоящей из водной сополимерной дисперсии из венилацетата и этилена.

Также допустимо, что нетканый материал также дополнительно скреплен иглопробиванием.

Форма тисненых впадин может быть выполнена линейно или нелинейно, например, в форме волны или зигзага, если таким образом сформирован сетчатый узор.

Также допустимо, что тисненые впадины имеют прерывания и, например, образуют впадины в виде штрихов и/или пунктиров. Это может сказываться предпочтительно на абсорбционной способности нетканого материала.

В предпочтительной форме выполнения изобретения сетчатый узор сформирован в виде узора ромбами, узора пчелиными сотами, узора рыбьей чешуей, узора вафлями, полотняного узора и/или узора бабочками.

Согласно изобретению предпочтительным является показанный как пример на фигурах 2 и 4 - 6 узор рыбьей чешуей. Предпочтительно сетчатый узор направляется так, что тисненые впадины проходят диагонально к направлению хода машины. Тем самым может быть достигнута гомогенизация значений прочности (измеренных как максимальная разрывная нагрузка) в продольном и поперечном направлении.

Специальная форма выполнения соответствующего изобретению нетканого материала делает возможным гомогенный профиль свойств. Так, MD/CD-соотношение максимальной разрывной нагрузки составляет предпочтительно больше 0,65, например, от 0,65 до 0,95, еще предпочтительнее от 0,75 до 0,95. При этих соотношениях соответствующий изобретению нетканый материал показывает гомогенный профиль прочности, что при использовании оказывается благоприятным.

Нетканый материал может быть выполнен одно- или многослойным. Предпочтительно он сформирован однослойным. Тем самым, тисненый сетчатый узор может быть сформирован на обеих сторонах нетканого материала за один этап процесса. Также затруднено расслаивание.

Соответствующий изобретению нетканый материал превосходно пригоден в качестве протирочной тряпки для домашнего хозяйства и/или на производстве, и/или в качестве протирочного материала в швабре.

Соответствующий изобретению нетканый материал может быть изготовлен, например, способом, включающим следующие этапы способа:

- предоставление волоконного прочеса, включающего штапельные волокна в качестве каркасных волокон и термопластичный материал, в частности, термопластичные связующие волокна;

- скрепление волоконного прочеса с помощью иглопробивания, связующего и/или термической обработки;

- термическое тиснение сетчатого узора, по меньшей мере, с частичным расплавлением термопластичного материала, причем сетчатый узор

- имеет множество перекрещивающихся тисненых впадин, между которых расположено множество тисненых выпуклостей,

- эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей меньше, чем 50% длины волокна каркасных волокон,

- отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых выпуклостей меньше или равно 4/5,

- отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых впадин лежит от 0,5 до 2.

Термическое тиснение может происходить простым образом, например, с помощью использования нагретых валов для тиснения.

Согласно изобретению предпочтительно происходит скрепление, по меньшей мере, с помощью иглопробивания или, при необходимости, дополнительно с помощью связующего и/или термической обработки, например, каландром или печью.

Предпочтительным при иглопробивании является то, что оно может повлечь за собой переориентирование волокон в нетканом материале и, тем самым, делает возможным дополнительную настройку профиля свойств нетканого материала.

При этом особый сетчатый узор может быть получен с помощью подходящего выбора полей тиснения на валах для тиснения.

Краткое описание чертежей

На чертежах показано:

Фиг.1 схематичный вид фрагмента из поперечного разреза соответствующего изобретению нетканого материала,

Фиг.2 схематичное представление вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала, а также увеличенный вид его фрагмента,

Фиг.3 КТ-снимок фрагмента из поперечного сечения соответствующего изобретению нетканого материала,

Фиг.4 КТ-снимок фрагмента из вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала,

Фиг.5 РЭМ-снимок фрагмента из вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала,

Фиг.6 следующий КТ-снимок фрагмента из вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала.

Описание чертежей

Фиг. 1 показывает схематичный вид фрагмента из поперечного сечения соответствующего изобретению нетканого материала 1 с тисненой впадиной 2, имеющей ширину 3. В области тисненой впадины 2 нетканый материал 1 имеет толщину 4. Слева и справа с тисненой впадиной 2 граничат две тисненые выпуклости 5 и 5'. В области тисненых выпуклостей 5 и 5' нетканый материал 1 имеет соответственно толщину 6.

Фиг. 2 показывает схематичный вид вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала 1, включающего множество тисненых выпуклостей 5. Как образец на одной тисненой выпуклости 5 представлена наименьшая окружность, которая описывает всю тисненую выпуклость 5. Диаметр этой окружности представляет собой эквивалентный диаметр 7 этой тисненой выпуклости 5.

Фиг. 3 показывает КТ-снимок фрагмента из поперечного сечения соответствующего изобретению нетканого материала 1.

Фиг. 4 показывает КТ-снимок фрагмента из вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала 1.

Фиг. 5 показывает РЭМ-снимок с 50-кратным увеличением фрагмента из вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала 1.

Фиг. 6 показывает следующий КТ-снимок фрагмента из вида сверху соответствующего изобретению нетканого материала 1. Как образец на одной тисненой выпуклости 5 изображена наименьшая окружность, которая описывает всю тисненую выпуклость 5. Диаметр этой окружности представляет собой эквивалентный диаметр 7 этой тисненой выпуклости 5.

Способ испытания

В основном, при выборе областей, использованных для способов испытания, следует обращать внимание на то, что выбираются соответственно представительные фрагменты с преобладающим узором.

Эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей

Эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей определяется следующим образом: за основу берется компьютерно-томографический снимок вида сверху нетканого материала со всей повторяющейся единицей узора.

В оценке (в данном случае с помощью Volume Graphics VG Studio Max) для тисненых выпуклостей в сетчатом узоре используется шаблон окружности, чтобы измерить диаметр наименьшей окружности, которую можно описать вокруг целостных тисненых выпуклостей (т.е. которая может быть нарисована вокруг них и может их заключить в себя) (как описано выше применительно к определению эквивалентного диаметра тисненых выпуклостей). Измерение было точным в пределах +/-0,6 мм. Диаметр описываемой окружности представляет собой эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей.

После определения эквивалентных диаметров тисненых выпуклостей в сетчатом узоре берется числовое значение диаметров как средняя величина из по меньшей мере пяти единичных измерений.

При этом, при необходимости, не учитываются имеющиеся очень маленькие тисненые выпуклости, т.е. тисненые выпуклости с эквивалентным диаметром ниже 5% длины волокна.

Толщина нетканого материала в области тисненых впадин и ширина тисненых впадин

Для определения толщины нетканого материала в области тисненых впадин привлекается компьютерно-томографическая съемка нетканого материала в поперечном сечении.

Оптически определяются самые тонкие места по меньшей мере пяти тисненых впадин (в данном случае с помощью Volume Graphics VG Studio Max), и устанавливается среднее значение. Так получают толщину нетканого материала в области тисненых впадин.

Для определения ширины тисненых впадин сначала определяется толщина нетканого материала. Она соответствует толщине нетканого материала в области тисненых выпуклостей.

Затем из толщины нетканого материала в области тисненых впадин и толщины нетканого материала в области тисненых выпуклостей определяется среднее арифметическое. Результирующее значение соответствует толщине нетканого материала в области точек W перегиба, которые на компьютерно-томографическом снимке могут быть теперь оптически нанесены. Если измеряют кратчайшее расстояние между двумя точками W перегиба, которые ограничивают одну и ту же впадину, то получается ширина этой тисненой впадины. Это измерение повторяется по меньшей мере для пяти тисненых впадин и устанавливается среднее значение.

Определение доли тисненых выпуклостей и тисненых впадин в общей поверхности

Для определения доли тисненых выпуклостей в общей поверхности нетканого материала его плоско приклеивают на металлическую пластину такого же размера (8×4 см) и общего веса 114 г ±10 г и без дополнительного давления двигают кругами по обычной штемпельной подушке (десять раз по часовой стрелке и десять раз против). Таким образом окрашиваются тисненые выпуклости. Затем эта проба может быть отсканирована или сфотографирована и оценена с помощью графического редактора (в настоящем случае с помощью Adobe Photoshop). По отличию окраски окрашенных поверхностей от неокрашенной поверхности может быть определена на основе пикселей доля тисненых выпуклостей в общей поверхности. Проводят по меньшей мере трехкратное определение.

Определение разницы из общей поверхности и пропорциональной доли площади тисненых выпуклостей дает долю площади тисненых впадин в общей площади нетканого материала.

Толщина нетканого материала

На основании методики проведения испытаний DIN EN ISO 9073-2:1997 измеряется толщина нетканого материала высокоточным толщинометром с площадью испытания в 25 см² и начальным давлением 0,5 кПа. Промеряются по меньшей мере десять точек пробы и затем устанавливается среднее значение.

Поверхностная плотность

На основании методики проведения испытаний DIN EN ISO 9073-1:1989 для определения поверхностной плотности вырубаются по меньшей мере десять проб размером 100 мм x 100 мм, эти пробы взвешиваются, и измеренные значения умножаются на 100. Из этих единичных значений устанавливается среднее значение.

Длина штапельных волокон

Измерение длины одиночного волокна происходит, в зависимости от типов волокон, с помощью одно- или двухпинцетного способа на основании DIN 53808-1:03. С отклонением от стандарта испытания число измерений составляет n=50.

Следует обращать внимание на то, чтобы волокна при отборе из нетканого материала не были укорочены. Это требуется особенно для термически скрепленных и тисненых нетканых материалов.

Определение точки плавления

Определение точки плавления термопластичного материала определяется согласно методике проведения испытаний DIN EN ISO 11357-3:2013.

Определение прочности при натяжении

Определение максимальной разрывной нагрузки происходит согласно методике проведения испытаний DIN EN ISO 9073-3:1992.

Определение длины при изгибе

Определение длины при изгибе происходит на основании методики проведения испытаний DIN EN ISO 9073-7:1998. Размер пробы составляет 250×50 мм. Проводятся три единичных измерения, и выдается среднее значение в мм. Чем меньше получается длина при изгибе, тем меньше прочность на изгиб.

В дальнейшем изобретение подробнее поясняется на примере.

Пример

Выбранный в качестве примера, соответствующего изобретению, нетканый материал изготовлен способом осушивания. При таком выполнении смесь волокон из 50% вискозных волокон (1,7 дтекс, 50 мм), 30% полиэстеровых волокон (0,9 дтекс, 38 мм) и 20% полипропиленовых, легко размягчающихся волокон (2,2 дтекс, 40 мм) гомогенно перемешивается и, проходя через чесальную машину, складывается в прочес. После дублирования слоев прочеса происходит скрепление иглопробиванием, прежде чем этот нетканый материал дополнительно будет термофиксирован в печи. Далее промежуточно следует вытяжка нетканого материала. Последующий процесс тиснения наносит на нетканый материал сетчатый узор в виде рыбьей чешуи. Дополнительно до или после узла тиснения на нетканый материал может быть нанесен печатью рисунок.

Соответствующий изобретению нетканый материал имеет поверхностную плотность 145 г/м², толщина в области тисненых выпуклостей составляет 1,4 мм, толщина в области тисненых впадин 0,7 мм. Эквивалентный диаметр единицы сетчатого узора составляет около 6,5 мм. Это приводит к тому, что волокна в среднем по меньшей мере в двух точках соединяются термически. Далее отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала находится в области тисненых выпуклостей, равной около 1/2, что положительно сказывается на прочности на изгиб нетканого материала, как и отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых впадин, которое принимает значение, равное 1 в этом предпочтительном исполнении.

Для измерения и обсчета размеров тисненых выпуклостей и тисненых впадин была создана компьютерно-томографическая 3D(трехмерная)-модель нетканого материала. Определение толщины нетканого материала в области тисненых выпуклостей, измерение поверхностной плотности нетканого материала, а также его прочности и прочности на изгиб происходило согласно вышеназванным методикам проведения испытаний.

Особая форма исполнения сетчатого узора, которая покрывает 30% общей поверхности (измерено с помощью окрашивания выступающих областей и поддерживаемой программным обеспечением оценки на основе пикселей), ведет, с одной стороны, к гомогенизации прочностей при вытяжке в продольном и поперечном направлении и, с другой стороны, к снижению длины при изгибе по меньшей мере в одном направлении (измерено на основании методики проведения испытаний DIN EN ISO 9073-7:1998) до менее 10 мм нетканого материала.

Путем нанесения особого сетчатого узора нетканый материал становится более стабильным и более гибким одновременно и поэтому отлично пригоден в качестве протирочной тряпки и/или протирочного материала в швабре.

1. Нетканый материал (1), включающий в себя каркасные волокна и по меньшей мере частично расплавленный термопластичный материал, в частности по меньшей мере частично расплавленные термопластичные связующие волокна, причем по меньшей мере каркасными волокнами являются штапельные волокна, и причем нетканый материал (1) имеет термически тисненый сетчатый узор из множества перекрещивающихся тисненых впадин (2), между которыми расположено множество тисненых выпуклостей (5), отличающийся тем, что

- эквивалентный диаметр (7) тисненых выпуклостей (5) меньше 50% длины волокна каркасных волокон;

- отношение ширины (3) тисненых впадин (2) к толщине (6) нетканого материала в области тисненых выпуклостей (5) меньше или равно 4/5 и

- отношение ширины (3) тисненых впадин (2) к толщине (4) нетканого материала в области тисненых впадин (2) составляет от 0,5 до 2.

2. Нетканый материал (1) по п. 1, отличающийся тем, что доля поверхности тисненых впадин (2) в общей поверхности нетканого материала (1) включает в себя более 15% общей площади нетканого материала (1).

3. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каркасные волокна имеют среднюю длину от 15 мм до 85 мм.

4. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каркасные волокна имеют линейную плотность от 0,1 дтекс до 2,6 дтекс.

5. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что имеет поверхностную плотность от 50 г/м2 до 300 г/м2.

6. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что доля по меньшей мере частично расплавленного термопластичного материала составляет от 5 вес.% до 30 вес.%.

7. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере часть каркасных волокон являются скрепленными иглопробиванием и/или соединенными связующим.

8. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что тисненые впадины (2) имеют прерывания.

9. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он сформирован однослойным.

10. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сетчатый узор сформирован как узор ромбами, узор пчелиными сотами, узор рыбьей чешуей, узор вафлями, полотняный узор и/или узор бабочками.

11. Нетканый материал (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что имеет MD/CD-соотношение максимальной разрывной нагрузки более 0,65.

12. Способ получения нетканого материала (1) по одному из предыдущих пунктов, включающий в себя следующие этапы способа:

- предоставление волоконного прочеса, включающего в себя штапельные волокна и термопластичный материал, в частности термопластичные связующие волокна;

- скрепление волоконного прочеса с помощью иглопробивания, связующего и/или термической обработки;

- термическое тиснение сетчатого узора по меньшей мере с частичным сплавлением термопластичного материала, причем сетчатый узор

- имеет множество перекрещивающихся тисненых впадин (2), между которыми расположено множество тисненых выпуклостей (5),

- эквивалентный диаметр (7) тисненых выпуклостей (5) менее 50% длины волокна каркасных волокон;

- отношение ширины (3) тисненых впадин (2) к толщине (6) нетканого материала (1) в области тисненых выпуклостей меньше или равно 4/5.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что скрепление осуществляют по меньшей мере иглопробиванием и, при необходимости, дополнительно с помощью связующего и/или термической обработки, например каландром или печью.

14. Применение нетканого материала (1) по одному пп. 1-11 в качестве протирочной тряпки для домашнего хозяйства и/или на производстве и/или в качестве протирочного материала в швабре.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается нетканого материала, включающего в себя каркасные волокна и по меньшей мере частично расплавленный термопластичный материал, в частности по меньшей мере частично расплавленные связующие волокна, причем по меньшей мере каркасными волокнами являются штапельные волокна, и причем нетканый материал имеет термически тисненый сетчатый узор из множества перекрещивающихся тисненых впадин, между которыми расположено множество тисненых выпуклостей, причем эквивалентный диаметр тисненых выпуклостей меньше 50 длины волокна каркасных волокон; отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых выпуклостей меньше или равно 45 и отношение ширины тисненых впадин к толщине нетканого материала в области тисненых впадин составляет от 0,5 до 2. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх