Способ изготовления нетканого материала и устройство для его осуществления

 

I,1

A.A.Áàëîâ, Н.И.Ерин, В.А.Мусатов и Н.В.Пузфова

I".,) (t (, 1

Всесоюзный научно-исследовательский инсти .ут нетканых текстильных материалов) изобретения (Vt) Заявитель (5") СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к про производству нетканых материалов термическим скреплением волокнистых холстов.

Ю

Известен способ изготовления нетканого материала, при котором непрерывно движущийся холст из термопластичного волокнистого материала обрабатывают направленными потоками газа, ко- >0 тсрый нагревают до температуры, превышающей температуру размягчения термо" пластичного волокнистого материала, а затем охлаждают (1 ).

Известно устройство для осуществле-1> ния известного способа, содержащее узел подачи холста, средство для его термообработки, имеющее камеру для нагревания газа с нагревательным элементом и выпускными щелевыми отвер20 стиями, средство для поддержания и транспортировки холста, расположенное напротив средства для термообра2 ботки, и узел приема готового материала () 1.

Недостаток известных способа и устройства для его осуществления состоит в том, что в результате прямого воздействия на холст непрерыв" ными струями нагретого газа невозможно осуществить точечное скрепление холста. Места скрепления в этом случае представляют собой параллельные непрерывные полосы из оплавленных волокон, расположенные по всей длине холста на расстоянии друг от друга, соответствующем расстоянию между соплами, расположенными по ширине холста. Полученные известным способом нетканые материалы обладают низкой объемностью, неравномерной прочностью структуры, недостаточным текстильным графом. что ограничивает области использования таких материалов, При этом для создания такой структуры требуются значительные затраты тепловой энергии.

969797 4

Цель изобретения - улучшение качества нетканого материала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления нетканого материала, при котором непрерывно движущийся холст из термопластичного волокнистого материала . обрабатывают направленными потоками газа с температурой, превышающей температуру размягчения термопластично- 10 го волокнистого материала,.а затем холст охлаждают, при обработке холста направленными потоками газа используют пульсирующие потоки газа, нагрев которого ведут e условиях изо- л хорического процесса.

Кроме того, после обработки пульсирующими потоками нагретого газа волокнистый холст подвергают прессованию. 2О

В устройстве для осуществления предлагаемого способа, содержащем узел подачи холста, средство для

его термообработки, имеющее камеру для нагревания. газа с нагревательным д элементом и выпускными щелевыми отверстиями, средство для поддержания и транспортировки холста, расположенное напротив средства для термообра. ботки и узел приема готового матери- 50 ала, камера для нагревания газа имеет привод для сообщения вращательного движения, торцовые входные клапаны и неподвижно установленные хомуты, охватывающие наружную поверхность камеры в месте расположения ее щеле" вых отверстий и имеющие выпускные отверстия, расположенные напротив средства для поддержания и транспортировки холста, при этом нагревательйый элемент установлен неподвижно по оси камеры.

Кроме того, камера для нагревания газа выполнена в виде полого цилиндра.

Выпускные отверстия хомутов представляют собой сопла Лаваля.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что волокнистый холст, содержащий термопластичные компоненты,. обрабатывают путем воздействия пульсирующих струй газа, пульсацию которых создают периодическим выпуском на холст газа, нагреваемого в условиях иэохорического процесса. Волокнистый холст после обработки пульсирую55 щими струями нагретого газа можно подвергать прессованию например, в жале .необогреваемых валов.

Для осуществления способа средство для термообработки холста включает камеру, выполненную в виде пустотелого цилиндра, установленного в опорах с возможностью вращения, по оси которого помещен неподвижно смонтированный нагревательный элемент, причем цилиндр с обоих торцов снабжен входными . клапанами, выполненными, например, в виде мембранных или тарельчатых клапанов известной конструкции, а на его поверхности с заданным интервалом расположены выпускные щели, перекрываемые неподвижно установленными по ширине цилиндра охватывающими его поверхность хомутами, каждый из кото рых снабжен выпускным отверстием, расположенным против средства для поддержания и транспортировки холста в в зоне термообработки. Выпускные отверстия хомутов могут быть выполнены в виде сопел Лаваля, На фиг. 1 показана принципиальная схема процесса изготовления нетканого материала из.волокнистых холстов с помощью пульсирующих струй нагретого газа; на фиг. 2 и 3 - устройство для нагревания газа в изохорическом процессе и создания пульсации потока нагретого газа; на фиг. 4 - средство для термообработки холста.

Устройство (фиг. 1) включает узел

1 питания волокнистым холстом 2, содержащим термопластичные волокна или нити, средство 3 для поддержания и транспортировки холста в зоне термообработки, средство 4 для термообработ ки холста 4 и узел 5 приема готового материала..

Средство 4 для термообработки холста (фиг. 2 и 3) включает камеру для нагревания газа, выполненную в виде цилиндра 6, с обоих торцов закрытого клапанами"крышками 7. В стенке цилиндра 6 по его периферии на расчетном расстоянии друг от друга имеются выпускные щелевые отверстия 8, количество и расположение которых зависит от производительности устройства и заданной схемы скрепления. Внутри цилиндра 6 по его оси с помощью опорных колец 9 неподвижно смонтирован нагревательный элемент 10 с токоподводящими патрубками 11. Цилиндрическая поверхность последних служит для перемещения впускных тарельчатых или мембранных клапанов 12, седлом для которых являются кольцевые внутренние поверхности клапанных крышек 7.

Р

Р1 где Т и P

1 1

Т и P

5 96979

Для обеспечения вращения-цилиндра

6 клапанные крышки 7 опираются на подшипники 13 и снабжены приводной шестерней 14. На конце клапанной крышки

7 смонтирован воздухозаборник 15, у обеспечивающий плавный ход нагреваемого газа. Цилиндр 6 охватывают неподвижные хомуты 16, которые перекрывают выпускные щелевые отверстия 8.

Каждый неподвижный хомут 16 снабжен 10 выпускным отверстием 17 или соплом

Лаваля 18 (фиг. 4). Эти отверстия

17 или сопла 18 расположены напротив средства 3 для поддержания и транспортировки холста в зоне термообработ-ls ки (фиг. 1). Площади впускных кла--панов 12 и выпускных отверстий 17 примерно-одинаковы. Средство 3 для поддержания и транспортировки холста может быть выполнено в виде вала или щ перфорированного барабана 19 (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом.

Питание холстом 2 осуществляют от узла 1 питания, в качестве которого 2S может быть использована чесальная машина с преобразователем процеса или . иное известное холстоформирующее уст.ройство, а также предварительно скрепленный холст, накатанный в рулон Зв (фиг. 1) °

От узла 1 питания холст 2 подают в зону термообработки между средством

4 для термообработки, которое работает следующим образом.

3S

Рабочий гаэ, преимущественно воздух, заполняющий цилиндр б, который вращается в подшипниках 13, получая привод через шестерню 14, подвергают нагреванию с помощью нагревательного 4в элемента 10 при закрытых впускных клапанах 12 и перекрытых выпускных отверстиях 17. Таким образом, нагревание осуществляют в замкнутом объеме в соответствии с уравнением состояния газа при изохорическом процессе соответственно температура и давление рабочего газа до нагревания соответственно температура и давление рабочего газа после нагревания.

В зависимости от мощности нагревательного элемента 10 и времени нагрева температура и давление газа в цилиндре 6 повышаются до расчетных значений Т и Р2. 8 результате поворота цилиндра 6 на заданный угол, рассчитанный в зависимости от скорости перемещения холста и необходимого времени нагрева газа, происходит совмещение выпускных щелей 8 цилиндра 6 с выпускными отверстиями 17 или соплами 13 неподвижных хомутов lá. При этом нагретый газ истекает из цилиндра 6 непосредственяо на холст 2, находящийся на средстве 3 для поддер-. жания и транспортировки холста.

При истечении нагретого газа из цилиндра 6, вследствие его инерционности, давление газа в цилиндре 6 падает ниже Р„ рабочего газа, в результате чего впускные клапаны 12 перемещаются в клапанной крышке 7 по цилиндрической поверхности токоподводящих патрубков 11 па направлению к центру цилиндра б, что обеспечивает поступление новой порции воздуха через воэ.духозаборники 15. Дальнейший поворот цилиндра 6 обеспечивает перекры,тие выпускных отверстий 17 или сопел

18 неподвижных хомутов 16.

При нагревании давление газа повышается и впускное клапаны возвращаются в исходное положение, перерывая доступ воздуха в цилиндр 6. Газ, заполняющий цилиндр 6, снова нагревается и процесс повторяется с расчетной периодичностью, обеспечивая пульсацию струй нагретого газа, воздействующего на движущийся обрабатываемый холст.

За счет нагревания газа до температуры выше температуры расплавления термопластичных волокон, содержащийся в холсте; осуществляется их расплавление и скрепление холста при охлаждении во время его перемещения к узлу

5 готового материала.

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления могут быть использованы для получения нетканых материалов различных структур, что достигается изменением расположения выпускных щелей 8 цилиндра 6 и выпускных отверстий 17 соответствующих хомутов 16, мощности нагревательного элемента 10 и частоты вращения цилиндра 6 путем смены приводимых шестерен 14.

В частности, могут быть получены структуры с поверхностным скреплением

7 969797

673 холста по всей его площади или по определенному рисунку, например, путем сближения или удаления выпускных щелей 8 в цилиндре 6 и отверстий 17 в хомутах 16 или изменения частоты вра- 5 щения цилиндра. Можно также получать нетканые материалы, скрепленные на всю толщину холста, используя хомуты

16 с сопламии Лаваля 18, а в качестве средства 3 для поддержания и транс- 10 портировки холста - перфорированный барабан 19. Для получения плоских структур после устройства для термооб- . работки холста последний можно обрабатывать давлением, например, пропу- 15 ская через жало пары необогреваемых валов (не показаны).

Пример 1. Волокнистый холст поверхностной плотностью 150-200 г/м из смеси: восстановленная шерсть из рв ч/ш обрезков 603; поливинилхлоридное волокно линейной плотности 0,333 текс, длиной резки 65 мм, с температурой плавления 120ОС 37ь ; обратов 34 скрепляют волокнами холста на вязально-про-ы шивной машине с классом прошива 5, при этом получают материал (беэниточный ватин), скрепленный петлями только с одной стороны. С целью предотвращения расслаивания полотна и улучшения зв прочностных и эксплуатационных харак теристик материала со стороны; противоположной образованию волокнистых петель, после выхода из эоны прошива его подвергают термообработке на средстве для поддержания и транспортировки, в качестве которого служат оттяжные валы вязально-прошивной машины.

Термообработку осуществляют с 4 помощью пульсирующих струй воздуха, истекающих из выпускных отверстий хомутов средства для термообработки холста.

Режимы термообработки:

Р> (давление на выходе), Н/м 2,24

Т (температура на выходе), К

Расстояние от среза отверстия до холста, м 0,005

Скорость прохождения холста в зон@ термообработки соответствует производительности вязально-прошивного агрегата АЧВШ-2 и составляет 1

1,5 м/мин.

Пример 2. Волокнистый холст с поверхностной плотностью 1508

200 г/м из смеси: восстановленная шерсть 503; вискозное волокно линейной плотностью 0,333 текс, длиной резки 60-65 мм 254; поливинилхлоридное волокно линейной плотностью

0,333 текс, длиной резки 60-65 мм, полученный в результате обработки смеси на валичной чесальной машине с механическим преобразователем прочеса, подвергают термообработке с помощью средства для поддержания и транспортировки, выполненного в виде перфорированного барабана, при помощи пульсирующих струй воздуха, истекающих из сопел хомутов средства для термообработки холста.

Режимы термообработки:

Т> (температура на выходе), К 673

P (давление у поверх3 ности холста), Н/м 1,2

Т (температура у поверхности холста), К 430

Расстояние от среза сопла Лаваля до поверхности холста, м 0,005

Скорость прохождения холста в зоне термообработки, м/мин 8-10

После термообработки холст пропускают через жало необогреваемых валов, где происходит окончательное скрепление материала в местах воздействия. струй на всю его толщину. Готовый-нетканый материал сматывается в рулон.

Благодаря пульсирующему воздействию струй нагретого газа на волокнистый холст возможно, снижение жесткости, улучшение драпируемости и текстильного графа нетканых полотен за счет локального точечного скрепления волокнистых холстов.

При изготовлении беэниточных ватинов на вязально-прошивних машинах применение предлагаемых способа и устройства позволяет скрепить лицевую поверхность материала, предотвратить миграцию волокон в процессе эксплуатации готовых швейных изделий, не ухудшая теплоизоляционных свойств материала.

Кроме тога, создание пульсирующего потока газа, нагреваемого в условиях изохорического процесса, позволяет более рационально испольэовать тепловую энергию, необходимую для скрепления холста °

969797

Формула изобретения

1, Способ изготовления нетканого материала, при котором непрерывно движущийся холст из термопластичного волокнистого материала обрабатывают направленными потоками газа с температурой, превышающей температуру размягчения термопластичного волокнистого материала, а затем холст охлажда- 1О ют, отличающийся тем, что, с целью повышения качества нетканого материала, при обработке холста направленными потоками газа используют пульсирующие потоки газа, нагрев которого ведут в условиях изохорического процесса.

2. Способ по и. 1, о т.л и ч.аю шийся тем, что после обработки пульсирующими потоками нагретого газа волокнистый холст подвергают прессованию.

3. Устройство для изготовления нетканого материала, содержащее узел подачи холста, средство для его тер- 2s мообработки, имеющее камеру для нагревания газа с нагревательным элементом и выпускными щелевыми отверстиями, средство для поддержания и транспортировки холста, расположенное напротив средства для термообра-. ботки и узел приема готового материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества нетканого материала, камера для нагревания газа имеет привод для сообщения вращательного движения, торцовые входные клапаны и неподвижно установленные хомуты, охватывающий наружную поверхность камеры в месте расположения ее щелевых отверстий и имеющие выпускные отверстия, расположенные напротив средства для поддержания и транспортировки холста, при этом нагревательный элемент установлен неподвижно по оси камеры.

Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что камера для нагревания газа выполнена в виде полого цилиндра.

5. Устройство по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выпускные отверстия хомутов представляют собой сопла Лаваля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке h" 2782032/28-12, кл. 0 04 Н 1/54, 1979.