способ получения объемного нетканого утеплителя для одежды

Формула изобретения

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

Описание изобретения к патенту

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 м ²·°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·см 2		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	-