• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Неткані клеєні матеріали

Під нетканими клеєними матеріалами розуміються текстильні матеріали|, при виготовленні яких волокна або нитки склеюються між собою з| допомогою пов’язуючих.

Значне зростання об'ємів виробництва нетканих клеєних матеріалів, яке відмічалося| США i практично у всіх Європейських країнах

Таблиця 5.4

Фізико-механічні властивості піногуми| підкладки килимів, отриманої різними методами [1, с. 90] (щільність піногуми| 230 кг/м3)

обумовлений можливістю використання відходів текстильного виробництва у вигляді непридатних до прядіння натуральних і синтетичних воло|кон, відсутністю трудомістких процесів прядіння і ткання, високою продуктивністю процесів і можливістю їх повної механізації і автоматизації.

Неткані клеєні матеріали застосовують в якості фільтруючих і ізолюючих матеріалів, технічних і декоративних тканин, для виготовлення килимів|, взуттєвих устілок, елементів одягу, виробів поліграфічної промисловості.

В залежності від типу вживаного волокна і властивостей нетканні| клеєні матеріали можуть характеризуватися високою масло-| і бензостійкістю, високими тепло- і звукоізоляційними властивостями, регул|юємою щільністю і пористістю.

Основою нетканих клеєних матеріалів є волокнисті елементи,на частку яких доводиться від 50 до 90% загальної маси матеріалу.

На виробництві нетканих клеєних матеріалів застосовують натуральні (бавовна, |шерсть), штучні (віскоза, волокна на основі ефірів целлюло-синтетичні (капрон, лавсан) волокна. Разом з тим, основними видами використовуваних для виготовлення нетканих клеєних матеріалів, віскозне волокно і бавовна, хоча загальна тенденція полягає в зменшенні споживання бавовни і заміні його на штучні і синтетичні волокна.

У багатьох випадках при виготовленні нетканих клеєних матеріалів застосовують суміші різних волокон, прагнучи використовувати цінні властивості кожного з них. Так застосування поліамідних| волокон (капрон) з віскозними приводить до підвищення міцності нетканого матеріалу, стійкості його до стирання. Поєднання довгих і міцних волокон капрону з короткими волокнами шерсті дозволяє поліпшити властивості нетканих матеріалів, використовуваних як фільтри палива. Капрон збільшує міцність матеріалів, а короткі волокна шерсті забезпечують хороші властивості фільтрацій.

Як пов'язуючі волокна при виробництві нетканих клеєних матеріалів застосовують латекси, розчини каучуків, термопластичні| і термореактивні| полімери. Разом з тим, найбільшого поширення набули пов'язуючі на основі латексів.

Нижче будуть розглянуті технологічні процеси виготовлення нетканих клеєних матеріалів із застосуванням пов'язуючих тільки на основі латексів.

Що стосується інших типів пов'язуючих і технології їх застосування, то читач може знайти ці відомості в спеціальній літературі [10, 11].

При виробництві нетканих клеєних матеріалів з використанням в якості пов’язуючих латекси в основному, застосовують спосіб просочення. Цей спосіб передбачає просочення заздалегідь виготовленого полотна з волокон або пропусканням полотна через ванну з латексною композицією, або шляхом розпилювання латексної композиції розпилювачами, встановленими над рухомим полотном, або шляхом просочення полотна в зазорі між валами, що обертаються.

Технологічна схема виробництва нетканих клеєних матеріалів способом просочення з використанням тих, що пов'язують на основі латексів представлена на рис.5.4.

Процес холстоутворення| здійснюють механічним або аеродинамічним методом.

При механічному холстоутворенні| застосовують, як правило, традиційне устаткування текстильного виробництва [10, с. 49...77]. Волокнисту сировину спочатку розчісують, а потім за допомогою спеціальних механічних пристроїв укладають прочісування шарами паралельно, взаємно перпендикулярно або підлога кутом один до одного.

При аеродинамічному холстоутворенні| волокнисту сировину розпушують за допомогою розчісуючого устаткування, а потім волокно захоплюється повітряним потоком і укладається з утворенням полотна. У процесі полотно утворення регулюють масу волокна, що доводиться на одиницю поверхі| (так зване розважування - г/м²), і орієнтацію волокон.

При аеродинамічному холстоутворенні| утворюється ізотропна структура полотна, а при механічному утворенні полотна формується анізотропна| структура полотна і готовий нетканий матеріал характеризується з венозними різними властивостями в подовжньому і поперечному напрямах.

Рис. 5.4. Технологічна схема виготовлення нетканих клеєних матеріалів способом просочення з використанням пов’язуючих на основі латексів

Іноді для зміцнення полотна, що утворилося, застосовують голкопроколювання|, яке здійснюють проколюванням полотна голками з щербинами.

Рис| 5.5. Схема устаткування для просочення волоклистого холста методом його |занурення в пов'язуюче: 1-холст; 2,3- сітчасті транспортери; 4 - ванна для пов’язуючого; 5 - погружной| вал; 6. 7 - вали, що приводять в| рух сітчасті транспортери; 8 – вакуний пристрій; |9, 10 - віджимні вали; 11 – ємність для надлишка пов’язуючого

Останні протягають окремі волокна перпендикулярно полотну, тим самим зміцнюючи і ущільнюючи| його.

При просоченні пов'язуючого полотна на основі латексів широко застосовують пристрої, в яких полотно переміщається у ванні з тим, що пов'язує між двома сітчастими транспортерами (рис.5.5) [10, с. 236. ..337; 1, с. 112]. Полотно 1 затискається у ванну 4 з латексною композицією. Верхній сітчастий транспортер занурений у ванну з латексною композицією за допомогою валу 5. Рух сітчастих транспортерів здійснюється валами 6 і 7, що приводяться в обертання від електродвигунів. Під нижньою сіткою встановлена місткість 12 для надлишку латексної композиції, що видаляється.

Існує також устаткування для просочення полотна, в якому верхній сітчастий транспортер замінений на перфорований барабан, що обертається. В цьому випадку полотно занурюється у ванну з латексною композицією, рухаючись між сітчастим транспортером і перфорованим барабаном [10. с. 237].

В ході експлуатації сітчасті транспортери і інші деталі устаткування для просочення піддаються дії середовищ, що викликають корозію, крім того, на сітчастих транспортерах поступово накопичується налипше пов'язуюче. З цієї причини сітчасті транспортери і інші елементи устаткування, дотичні з латексною композицією, як правило, виготовляють з неіржавіючої сталі. Відоме, разом з тим, застосування сітчастих транспортерів, виготовлених з поліамідних| ниток.

На устаткуванні для просочення, схема якого приведена на рис. 5.5, можливо просочувати полотно з розважуванням до 350 г/м² . Проте в більшості випадків на вказаному устаткуванні просочують полотно з розважуванням 60..120 г/м², а вміст пов'язуючого в готовому нетканому матеріалі складає 30...40% (по масі).

Схема устаткування для просочення полотна за допомогою розпилювання спавши зующего| представлена на рис. 5.6.

Розпилювачем 1 латексна композиція наноситься на одну з поверхней| полотна, рухомого на транспортері 3. Потім полотно з нанесеним на його поверхню пов'язуючим транспортується в сушильну камеру 4. Після виходу| з сушильної камери розпилювачем 2 проводиться нанесення латексной| композиції на іншу поверхню полотна. Двостороння обробка поверхонь полотна забезпечує більш рівномірний розподілом пов’язуючого| в об'ємі волокнистого матеріалу. Проте, задовольни тільне просочення методом розпилювання пов'язуючого досягається для полотна з розважуванням не більше ніж 30...50 г/м².

Рис. 5.6. Схема устаткування для просочення волокнистого полотна методом розпилювання пов'язуючого: 1, 2 -розпилювачі пов'язуючого; 3 - транспортер; 4 - сушильна камера

Схема обладнання для просочення полотна в зазорі між вальцями показана на рис. 5.7

Полотно 1 рухається в зазор між валами 2 і 1. Вал 2 частково занурений в ванну| 4 з латексною композицією і при його обертанні латексна композиція наноситься на нижню поверхню полотна.

|

Рис. 5.7. Схема устаткування для просочки пов’язуючого| |волокнистого полотна в зазорі між валами: 1 - полотно; 2, 3 - вали; 4 - ванна для пов'язуючого; 5 - вальця|; 6 – вал; 7 - транспортер|; 8 - ванна для пов’язуючого

|

Вал 5 вирівнює шари латексної| композиції на поверхні валу 2 і видаляє надлишок латексної композиції. На поверхню верхнього валу 3 латексна композиція переноситься валом 6 частково зануреним у ванну 8 з латексною композицією. При обертанні валу 3 латексна композиція переноситься на верхню поверхню полотна. Рівномірність розподілу латексної композиції в об'ємі полотна залежить від його щільності, тиску в зазорі валів 2 і 3

В цілому, рівномірність розподілу пов'язуючого полотна в об'ємі, при просоченні його описаними вище методами залежить від багатьох чинників, в т.ч. від| властивостей волокон, колоїдно-хімічних властивостей латексу, щільності полотна, тривалості просочення, температури, тиску в зазорі між вальцями при віджиманні і ін.

За інших рівних умов якість просочення підвищується при хорошій змочуваності волокон просочуючим складом латексної композиції, зниженні її поверхневого натягу, зменшенні в'язкості, зниженні розміру частинок латексу. Важливе значення при просоченні має відповідність розмірів| частинок латексу і волокон. При різнойменних зарядах частинок латексу і підвікна можлива коагуляція латексу, яка з одного боку може утруднити| проникнення латексної композиції у внутрішні шари полотна, а з іншого, коагуляція латексу на поверхні волокон може запобігти міграції полотна, що пов'язує до поверхні, і тим самим зменшити вплив цього негативного явища, про яке буде сказано нижче.

При просоченні полотна методом занурення його в латекснуто| композицію (рис. 5.5) і при просоченні полотна в зазорі між вальцями (рис. 5.7) полотно уносить з собою значна кількість пов'язуючого. Тому у ваннах з латексними композиціями необхідно безперервно контролювати рівень просочуючого складу і підтримувати постійний його об'єм. При просоченні полотна| методом занурення його в латексну композицію необхідно контролювати не тільки об'єм композиції у ванні, але і її концентрацію. Остання поступово підвищується, головним чином, через те, що проникнення вологи в пористу| структуру волокнистого полотна випереджає проникнення полімерних частинок і інших компонесаов| латексної композиції.

Виготовлення нетканого матеріалу із заданим вмістом пов'язуючого потребує видалення надлишку пов'язуючого, відноситься полотном при просоченні. Так, при зануренні полотна у ванну з латексною композицією приріст може складати 300...350% (по масі). Якщо прийняти, що для просочення застосовуються латексні композиції із вмістом сухої речовини 20%, а зміст зв’язуючого (суха речовина) в готовому нетканому матеріалі повинен складати 30% (по масі), то після просочення повинен бути видалений надлишок латексної композиції в такій кількості, щоб приріст не перевищував 210...220% по відношенню до полотна.

Для видалення надлишку латексної композиції застосовують два методи: віджимання і відсмоктування. В окремих випадках застосовують послідовно відсмоктування, а потім віджимання.

При віджиманні надлишок латексної композиції видаляють, пропускаючи просочене полотно між віджиманні валками (рис. 5.5, позиції 9, 10), що мають гумовану поверхню. Тиск в зазорі валків може регулюватися в межах від 1,5 до 12 кгс/см².

Для того, щоб виключити прилипання зв’язуючого до гумованих віджимних валків, їх поверхню покривають поліетиленовою плівкою, або щільною тканиною з поліамідних волокон або фторопластом. При відсмоктуванні надлишок зв’язуючого видаляють спеціальним вакуумним пристроєм.

При використанні для видалення надлишку зв’язуючого віджимних валків відбувається більш істотніше ущільнення матеріалу, чим при застосуванні вакуумного відсмоктування.

У табл. 5.5 приводиться порівняльна оцінка якості волокнистих полотен, просочених за допомогою різних пристроїв [10, с. 240]. Просочення полотна зануренням у ванну зі зв’язуючим, в порівнянні з іншими, описаними вище методами просочення, дозволяє одержувати міцніший нетканий матеріал, оскільки зв’язуюче утворює максимальне число склеювань між волокнами за всім обсягом матеріалу. Разом з тим, такі неткані матеріали, як правило, мають вищу щільність і характеризуються підвищеною жорсткістю. Просочення полотна методом розпилювання зв’язуючого дозволяє одержати неткані матеріали з нижчими щільністю і жорсткістю. Разом з тим, міцність нетканого матеріалу, одержаного розпилюванням зв’язуючого, істотно нижче міцності нетканого матеріалу, одержаного методом занурення полотна у ванну з зв’язуючим.

Таблиця 5.5

Якість волокнистих полотен, просочених за допомогою різних пристроїв

Після видалення надлишку зв’язуючого просочене волокнисте полотно піддають сушці. При сушці одночасно з видаленням вологи відбувається астабілізація латексної композиції і на поверхні волокон утворюється плівка полімеру, що фіксує структуру волокнистого полотна. Разом з тим в ході сушки, особливо на її першій стадії, відбувається міграція зв’язуючого в об'ємі волокнистого полотна. Це приводить до нерівномірного розподілу зв’язуючого по товщині нетканого матеріалу і знижує його якість. Причиною міграції зв’язуючого усередині волокнистого полотна при сушці є наявність градієнтів температури і вологості на поверхні і усередині полотна.

На міграцію зв’язуючого істотно впливає спосіб підведення тепла і температура сушки.

При виготовленні нетканих клеєних матеріалів в більшості випадків використовують конвективну сушку із застосуванням як теплоносій гарячого повітря. Швидке видалення вологи з поверхневих шарів волокнистого матеріалу при високій температурі приводить до інтенсивної міграції зв’язуючого з внутрішніх шарів до поверхні. У цих умовах зв’язуюче може концентруватися в поверхневих шарах матеріалу, а внутрішні шари можуть залишитися непроклеєними, що приведе не тільки до погіршення властивостей готового нетканого матеріалу, але і утруднить сам процес сушки.

Тому на першій стадії сушки звичайно підтримують відносно низьку температуру (50...70°С) з подальшим її підйомом до 90...105°С. Разом з конвективною сушкою застосовують сушку в полі струмів високої частоти, терморадіоціонні методи з використаному джерел інфрачервоного випромінювання. Ці методи дозволяють не тільки істотно інтенсифікувати процес сушки, але і за рахунок вирівнювання температурного поля значно зменшити міграцію зв’язуючого в ході сушки. У багатьох випадках застосовують комбіновані методи сушки, суміщаючи, наприклад, конвективну сушку гарячим повітрям і сушку інфрачервоним випромінюванням.

Конвективні сушарки складаються з камери, в якій за допомогою сітчастих транспортерів переміщається просочене полотно, а нагріте повітря подається через систему сопел. При комбінованому методі сушки інфрачервоні опромінювачі можуть бути змонтовані в камері конвективної сушарки. Для сушки просоченого волокнистого полотна можуть бути також використані барабанні сушарки. Щоб уникнути прилипання полотна до поверхні барабана на останні наносять покриття на основі силіконового каучуку або фторопласту.

У переважній більшості випадків полотно після сушки піддають додатковій термообробці, що приводить до вулканізації полімеру латексної композиції.

Термообробка, яку звичайно здійснюють при температурах 140...150°С, приводить до збільшення міцності адгезійного зв'язку між волокном і зв’язуючого, зміцненню плівки зв’язуючого, що сприяє утворенню міцного склеювання волокон між собою. Ефективність термообробки залежать від властивостей волокон, природи полімеру вживаного латексу, типу добавок, що вводяться в латексну композицію, і режиму термообробки.

Термообробку проводять в камерах, що обігріваються гарячим повітрям, причому операції сушки і термообробки можуть бути суміщені і здійснені в одній камері, розділеній на різні температурні зони.

Після термообробки готовий нетканий клеєний матеріал при необхідності піддають завершальним обробним операціям. Обробні операції можуть включати [10, с. 333...341] фарбування нетканого матеріалу, дублювання нетканого матеріалу з різними полімерними плівками, нанесення аплікацій на поверхню волокнистого матеріалу. Основними латексами, вживаними для виготовлення зв’язуючих нетканих клеєних матеріалів, є бутадієн-нітрильні і бутадієн-нітрильні карбоксилвмісні латекси [12, с. 201; 5, с. 672], бутадієн-стирольні і бутадієн-стирольні карбоксилвмісні латекси [1, с. 110]. Застосовують також зв’язуючі, виготовлені на основі вінілацетатних [1, с. 110; 13, с. 119], акрилатних [12, с. 117; 13, с. 72...73], хлоропренових [5, с. 671], натуральних латексів [5, с. 670].

Для виробництва нетканих матеріалів технічного призначення, фільтрованих і окремих деталей одягу (з урахуванням можливості їх хімічного чищення) застосовують зв’язуючі на основі бутадієн-нітрильних і бутадієн-нітрильних карбоксилвмісних латексів, полімер яких забезпечує високу маслобензостійкість матеріалів.

Зв’язуюче на основі цих латексів характеризується високою адгезією до різних волокон, в т.ч. до синтетичних. Використання у складі зв’язуючого термореактивних смол в якості вулканізуючих агентів призводить до додаткового збільшення міцності адгезійного зв'язку між волокном і зв’язуючим і, одночасно, збільшує міцність і жорсткість нетканого матеріалу.

Серед бутадієн-стирольних латексів найбільше застосування одержали латекси, полімер яких містить 50% і більше зв'язаного стиролу. Зв’язуючі на основі бутадієн-стирольних латексів можуть бути використані для багатьох типів волокон. Проте при застосуванні синтетичних волокон з високою полярністю, для збільшення адгезії між волокном і зв’язуючим, до складу композиції, як правило, вводять термореактивну меламін-формальдегідну смолу.

Зв’язуюче на основі вінілацетатних латексів характеризується високою адгезією до більшості волокон. Разом з тим, нетканий матеріал з цим зв’язуючим характеризується низькою еластичністю і високою жорсткістю, понизити яку можливо за рахунок застосування у складі зв’язуючого пластифікатора.

Акрилатні латекси характеризуються високою адгезією до волокна і дозволяють одержати неткані матеріали з високою стійкістю до старіння під дією тепла і світла. Зв’язуючі на основі натуральних латексів дозволяють одержувати м'який з високою еластичністю нетканий матеріал. Це зв’язуюче, в основному, застосовують при виготовленні нетканих матеріалів з волокон виляску і шерсті. Адгезія зв’язуючих на основі натуральних латексів до штучних і синтетичних волокон низька. Неткані матеріали, виготовлені з зв’язуючим на основі натуральних латексів, не повинні піддаватися дії масел і розчинників.

Зв’язуючі на основі хлоропренових латексів забезпечують отримання м'якого, еластичного матеріалу з достатньо високою стійкістю до масел і розчинників. Зв’язуючі на основі хлоропренових латексів можуть бути застосовані для виготовлення нетканих матеріалів з штучних і синтетичних волокон.

Таблиця 5.6.

Рецептура тих, що пов'язують на основі латексів при виробництві нетканих, клеєних матеріалів

Як вулканізуючі агенти карбоксилвмісних полімерів латексів, вживаних для виготовлення зв’язуючих, використовують передконденсат термореактивний, меламінформальдегідної смоли (метазин). При взаємодії молекул карбоксилвмісного полімеру з термореактивною смолою можливе зшивання ланцюгів полімеру по схемі [12, с. 202]:

Не виключено також утворення жорсткої сітки термореактивної смоли. Наявність в рецептурі зв’язуючого меламінформальдегідної смоли збільшує його спорідненість з волокном і збільшує адгезійну міцність в системі волокно- зв’язуюче.

Крім того, наявність в рецептурі зв’язуючого меламінформальдегідної смоли знижує міграцію при сушці зв’язуючого з внутрішніх шарів просоченого волокнистого матеріалу [10, с. 224, 226]. Мабуть, це пов'язано із зменшенням агрегативной стійкості латексу, прискорюючої утворення плівки на поверхні волокна і перешкоджаючої міграції зв’язуючого. Аналогічне явище спостерігається при застосуванні у складі тих зв’язуючих термосенсибілізаторів латексу [5, с. 668], а також електролітів, наприклад, розчини хлориду амонію. [10, с. 225...226; 5, с. 671...672].

У табл. 5.7 наводяться як приклад порівняльні дані про властивості нетканих клеєних матеріалів і тканин.

Таблиця 5.7

Властивості тканин і нетканих клеєних матеріалів, одержаних із застосуванням зв’язуючого на основі карбоксилвмісного бутадієн-нітрильного латексу [10, с.209, 210, 214]

Читайте також:

1. Апаратура, обладнання та матеріали
2. Апаратура, обладнання та матеріали
3. Біокомпозити та композиційні матеріали на основі відходів переробки деревини
4. Бюджет прямих витрат на матеріали
5. Бюлетені та інші інформаційні матеріали, електронні видання
6. В'яжучі матеріали
7. В'яжучі матеріали та будівельні розчини
8. Витратні матеріали для ремонту обмоток електричних машин
9. Вогнетривкі матеріали
10. Гумові матеріали
11. Гумові матеріали
12. Деревинні матеріали

Переглядів: 665