RU2024659C1 - Nonwoven fabric - Google Patents

Abstract

FIELD: filtration of liquids and gases. SUBSTANCE: nonwoven fabric from random-arranged synthetic fibers has through melts at points of fiber intersections, said fibers having an elliptical loop and free fiber sections. The relation of fiber free length to twice the length of the larger half-axis of ellipse is 0,33-1·10⁴ and the relation of fiber diameter to twice the length of the larger half-axis of ellipse is 6,6·10^-5-4,0. EFFECT: improved characteristics of fabric. 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к нетканым материалам из синтетических нитей, предназначенных для фильтрования различных сред - жидкостей и газов от примесей, подложек для мембран, а также товаров народного потребления: скатертей, салфеток, обоев. The invention relates to the chemical industry, namely to non-woven materials made of synthetic threads, designed to filter various media - liquids and gases from impurities, substrates for membranes, as well as consumer goods: tablecloths, napkins, wallpaper.

Известен нетканый материал из синтетических нитей, который представляет собой хаотически расположенные синтетические волокна, имеющие проплавы в местах их взаимного пересечения и свободные участки волокон между ними. Этот нетканый материал не обладает достаточной прочностью и имеет большие размеры пор [1]. Known non-woven material made of synthetic yarns, which is a randomly arranged synthetic fibers having melt in the places of their mutual intersection and free sections of fibers between them. This non-woven material does not have sufficient strength and has large pore sizes [1].

Известен сепаратор для щелочного химического источника тока, который изготовлен из синтетического нетканого материала, часть волокон которого сплавлена между собой. Материал имеет проплавленные участки волокон на всю толщину, а часть волокон имеет на поверхности кратеры или складки, доля последних составляет 10-30% от общего числа волокон [2]. Known separator for an alkaline chemical current source, which is made of synthetic non-woven material, part of the fibers of which are fused to each other. The material has melted fiber sections over the entire thickness, and part of the fibers has craters or folds on the surface, the proportion of the latter is 10-30% of the total number of fibers [2].

Однако этот материал имеет недостаточную прочность. However, this material has insufficient strength.

В качестве прототипа выбран нетканый материал, состоящий из хаотически расположенных волокон, у которого часть волокон проплавлена на всю толщину материала. Проплавленные участки скрепляют и уплотняют волокна нетканого материала. Недостатком этого материала является недостаточная прочность и неравномерность пор в холсте [3]. As a prototype, a non-woven material consisting of randomly arranged fibers was selected, in which part of the fibers is melted to the entire thickness of the material. The melted areas fasten and compact the fibers of the nonwoven material. The disadvantage of this material is the lack of strength and uneven pores in the canvas [3].

В предлагаемом нетканом материале, состоящем из хаотически расположенных синтетических волокон, имеющих проплавы в местах их взаимного пересечения и свободные участки волокна между ними, волокна в местах пересечения выполнены с петлей в форме эллипса, при этом отношение длины свободного участка волокна к удвоенной длине большой полуоси эллипса находится в пределах 0,33-1 ˙10⁴, а отношение диаметра волокна к удвоенной длине полуоси эллипса - в пределах 6,6˙ 10^-5 - 4,0.In the proposed non-woven material, consisting of randomly arranged synthetic fibers having melt at the points of their mutual intersection and free sections of fiber between them, the fibers at the points of intersection are made with an ellipse loop, the ratio of the length of the free section of the fiber to the doubled length of the major axis of the ellipse is in the range of 0.33-1 ˙10 ⁴ , and the ratio of the fiber diameter to the doubled length of the semiaxis of the ellipse is in the range of 6.6˙10 ^-5 - 4.0.

В предлагаемом нетканом материале эллиптические образования волокон в местах пересечения в результате многократного наложения образуют проплавы, которые скреплют волокна по всей толщине материала и придают прочность всему холсту нетканого материала. Кроме того, структура нетканого материала зависит от отношений длины свободных участков волокон и их диаметров к удвоенной длине большой полуоси эллипса, образованного волокном. In the proposed nonwoven material, the elliptical formations of the fibers at the intersections as a result of repeated overlaying form melts that hold the fibers together throughout the thickness of the material and give strength to the entire canvas of the nonwoven material. In addition, the structure of the nonwoven material depends on the ratio of the length of the free sections of the fibers and their diameters to the doubled length of the major axis of the ellipse formed by the fiber.

В интервале заявляемых соотношений длины свободного участка волокна и диаметра волокна к удвоенной длине большой полуоси эллипса структура материала близка к идеальной сетке, что позволяет материалу иметь хорошую прочность, эластичность, проницаемость и равномерность распределения пор. In the range of the claimed ratios of the length of the free portion of the fiber and the diameter of the fiber to the doubled length of the semimajor axis of the ellipse, the material structure is close to an ideal mesh, which allows the material to have good strength, elasticity, permeability and uniformity of pore distribution.

На фиг.1 представлена структура нетканого материала; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (элемент связи между волокнами). Figure 1 shows the structure of the nonwoven material; figure 2 - node I in figure 1 (the element of communication between the fibers).

Нетканый материал содержит хаотично расположенные взаимно пересекающиеся выпрямленные участки единичного волокна 1 диаметром di и хаотично пересекающиеся и накладывающиеся друг на друга эллиптические образования 2. Эллипс 2, образованный единичным волокном, имеет большую 2А и малую 2В оси. Длина выпрямленного участка волокна L. В местах многократного наложения эллиптических образований расположены проплавы 3, которые скрепляют волокна по всей толщине материала, а в местах пересечений распрямленных волокон расположены склейки 4. The nonwoven material contains randomly located mutually intersecting straightened sections of a single fiber 1 of diameter di and randomly intersecting and overlapping elliptical formations 2. An ellipse 2 formed by a single fiber has a large 2A and a small 2B axis. The length of the straightened section of fiber L. In the places of repeated overlapping of elliptical formations there are melt 3, which fasten the fibers throughout the thickness of the material, and at the intersections of the straightened fibers are glued 4.

В предлагаемой структуре нетканого материала решающее значения имеют отношения длины L свободного участка волокна и диаметра волокна di к удвоенной величине большой полуоси эллипса 2А. При соотношении L/2А в пределах 0,33-1 ˙10⁴ структура материала близка к идеальной сетке.In the proposed structure of the nonwoven material, the ratios of the length L of the free portion of the fiber and the diameter of the fiber di to the doubled magnitude of the semi-major axis of the ellipse 2A are crucial. With a ratio of L / 2A in the range of 0.33-1 ˙10 ^{4, the} structure of the material is close to an ideal grid.

При соотношении L/2А 1 ˙10⁴ увеличивается расстояние между волокнами, что приводит к уменьшению числа возможных взаимных пересечений волокон с образованием склеек, т.е. уменьшается число склеек, увеличиваются размеры пор, что ухудшает прочностные свойства нетканого материала.With the ratio L / 2A 1 ˙ 10 ⁴ , the distance between the fibers increases, which leads to a decrease in the number of possible mutual intersections of the fibers with the formation of glues, i.e. the number of glues decreases, pore sizes increase, which worsens the strength properties of the nonwoven material.

При соотношении L/2А < 0,33 увеличивается число многократных наложений эллипсов, приводящих к образованию проплавов на всю толщину материала, что приводит к уменьшению диаметра пор и их количества, что снижает проницаемость материала. When the ratio L / 2A <0.33, the number of multiple overlays of ellipses increases, leading to the formation of melts throughout the thickness of the material, which leads to a decrease in pore diameter and quantity, which reduces the permeability of the material.

Отношение di/2А влияет на эластичность и прочность нетканого материала. Оптимальным является отношение от 6,6˙ 10^-5 до 4,0, при этом достигается наилучшая равномерность распределения пор в нетканом материале. При di/А < 6,6˙ 10^-5 увеличиваются размеры пор и уменьшается прочность холста за счет уменьшения склеек. При di/2А > 4,0 склейки увеличиваются на всю толщину материала, что приводит к увеличению площади непроницаемых для среды участков, содержащих замкнутые поровые каналы, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках нетканого материала. Нетканый материал согласно настоящему изобретению может быть получен методом аэродинамического формования расплава полимеров.The di / 2A ratio affects the elasticity and strength of the nonwoven. The optimum ratio is from 6.6 · 10 ^-5 to 4.0, while the best uniformity of pore distribution in the nonwoven material is achieved. At di / A <6.6 · 10 ^-5 , the pore sizes increase and the strength of the canvas decreases due to a decrease in gluing. At di / 2A> 4.0, gluing increases over the entire thickness of the material, which leads to an increase in the area of medium-tight sections containing closed pore channels, which negatively affects the performance of the non-woven material. The nonwoven material according to the present invention can be obtained by aerodynamic molding of a polymer melt.

В таблице приведены свойства нетканого материала заявляемой структуры, сформированного из полипропиленовых волокон с диаметром элементарного волокна di 1-20 мкм. The table shows the properties of the nonwoven material of the claimed structure, formed from polypropylene fibers with a diameter of elementary fiber di 1-20 microns.

Таким образом, нетканый материал предлагаемой структуры значительно превосходит известный по прочности и имеет меньший коэффициент вариации по диаметру пор, что имеет очень большое значение при использовании нетканого материала в качестве сепараторов для химических источников тока. Thus, the nonwoven material of the proposed structure significantly exceeds the known strength and has a lower coefficient of variation in pore diameter, which is very important when using nonwoven material as separators for chemical current sources.

Нетканый материал может использоваться в производстве полупроницаемых мембран для фильтрации различных сред, в качестве подложки вместо электроизоляционной бумаги из лавсана марки ЛЭ-34 (ТУ 13-04-361-82). За счет использования нетканого материала ликвидируются обрывы при нанесении мембраны на подложку, что сокращает потери в производстве и дает большой экономический эффект. Non-woven material can be used in the production of semi-permeable membranes for filtering various media, as a substrate instead of electrical insulation paper made from dacron grade LE-34 (TU 13-04-361-82). Due to the use of non-woven material, gaps are eliminated when applying the membrane to the substrate, which reduces production losses and gives a great economic effect.

Claims (1)

НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из хаотически расположенных синтетических волокон, имеющих проплавы в местах их взаимного пересечения и свободные участки волокон между ними, отличающийся тем, что волокна в местах пересечения выполнены с петлей в форме эллипса, при этом отношение длины свободного участка волокна к удвоенной длине большой полуоси эллипса составляет 0,33-1 · 10⁴, а отношение диаметра волокна к удвоенной длине большой полуоси эллипса составляет 6,6 · 10^-5 - 4,0.NONWOVEN MATERIAL, consisting of randomly arranged synthetic fibers having melt in the places of their intersection and free sections of fibers between them, characterized in that the fibers at the points of intersection are made with an ellipse loop, while the ratio of the length of the free section of the fiber to the doubled length is large the semi-axis of the ellipse is 0.33-1 · 10 ⁴ , and the ratio of the diameter of the fiber to the doubled length of the major semi-axis of the ellipse is 6.6 · 10 ^-5 - 4.0.

Images