[1]Область техники, к которой относится изобретение
[2]Изобретение относится к нетканым волокнистым материалам
из смеси синтетических термопластичных волокон. Изобретение может быть использовано в производстве изделий сложной конфигурации, например при изготовлении облицовочных цельноформованных деталей
интерьера транспортных средств (обивка потолков, обивка стен, дверей и др.).
[4]Известен нетканый волокнистый материал, состоящий из смеси термопластичных
волокон - полиэфирных, полиамидных или поливинилхлоридных волокон и неплавких натуральных волокон - шерсть или сфагновый мох [Патент RU 2118416, D 04 Н 1/46, 27.08.1998]. Полиэфирное волокно
составляет 5-40 мас.%, полиамидное или поливинилхлоридное волокно составляет 5- 30 мас.%, шерстяное волокно составляет 1-20 мас.%, остальное сфагновый мох.
[5]Недостаток известного
нетканого материала - низкая шумопоглощающая способность.
[6]Известен нетканый волокнистый материал, состоящий из соединенных между собой иглопрокалыванием волокнистых слоев, содержащих
полиэфирные волокна. Нетканый волокнистый материал содержит полиэфирные волокна линейной плотности 0,33-0,44 текс, длиной резки не менее 65-90 мм в количестве не менее 50% от массы материала [Патент
RU 2215836 "Нетканый волокнистый материал", D 04 Н 01/46, опублик. 2003.11.10].
[7]Наиболее близким к предлагаемому изобретению по большинству сходных существенных признаков является
нетканый волокнистый материал для обувной стельки, описанный в патенте РФ (RU 2220241, D 04 Н 1/54, 27.12.2003). Нетканый материал, скрепленный иглопрокалыванием, выполнен из волокнистой смеси,
включающей бикомпонентные полифирные волокна типа "ядро-оболочка", полимер оболочки которых имеет температуру плавления существенно более низкую, чем у полимера "ядра", 25-40 мас.% абсорбирующих
волокон на 90-100% представляющих собой льняные волокна и полипропиленовые или полиамидные волокна в количестве 30-55 мас.%. Содержание бикомпонентных полиэфирных волокон типа "ядро-оболочка"
составляет 20-30 мас.%. Материал дополнительно скреплен подплавленным полимером "оболочки" полиэфирных бикомпонентных волокон, а поверхностная плотность материала находится в пределах 550-750 г/м2.
[8]Недостаток известного состава нетканого материала - низкая формоустойчивость получаемых их него объемных изделий и недопустимо малое значение реверберационного коэффициента
шумопоглощения в диапазоне частот 1-8 МГц.
[10]Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, - получение нетканого материала с
высокими эксплуатационными свойствами: теплоизолирующими и шумопоглощающими в диапазоне частот 1-8 МГц, при одновременном обеспечении необходимой формоустойчивости деталей при эксплуатации в условиях
действия знакопеременных температурных нагрузок.
[11]Поставленная задача решается тем, что нетканый волокнистый материал, представляющий собой иглопробивное полотно, выполнен из смеси
тугоплавких и различных легкоплавких волокон, основным из которых является бикомпонентное полиэфирное волокно типа "ядро-оболочка", полимер оболочки которого имеет температуру плавления существенно
более низкую, чем полимер "ядра", согласно изобретению, в качестве легкоплавкого волокна использовано штапельное бикомпонентное полиэфирное волокно типа "ядро-оболочка" толщиной 0,4÷1,0 текс и
длиной 50÷90 мм с температурой плавления полимера "оболочки" 105÷115°С или смесь штапельного полипропиленового волокна толщиной 0,6÷1,7 текс и длиной 50÷90 мм с
температурой плавления 150÷160°С с штапельным бикомпонентным полиэфирным волокном типа "ядро-оболочка" толщиной 0,4÷1,0 текс и длиной 50÷90 мм с температурой плавления
полимера "оболочки" 105÷115°С, а в качестве тугоплавкого волокна использовано штапельное полиэфирное волокно толщиной 0,3÷1,7 текс и длиной 60÷90 мм с температурой
плавления 240÷260°С.
[12]При этом соотношение волокон в смеси составляет (мас.%):
[13]| штапельное бикомпонентное полиэфирное волокно |
|
| типа "ядро-оболочка" | 30÷70 |
| штапельное
полипропиленовое волокно | 0÷20 |
| штапельное полиэфирное волокно |
остальное до 100 |
[14]Полипропиленовое или полиэфирное волокно, входящее в состав нетканого материала, могут дополнительно содержать
технический углерод в количестве 3-10 мас.%.
[15]Формоустойчивость конструкции изделий из предлагаемого нетканого материала обеспечивается применением вышеуказанных легкоплавких волокон,
которые в процессе нагрева и формовании расплавляются и сшивают (скрепляют) композитный материал.
[16]Высокие шумопоглащающие свойства изделий из предлагаемого нетканого материала
обеспечивает полиэфирное волокно, которое не плавится в процессе термоформования и сохраняет воздушные зазоры в структуре композитного материала оптимального (с точки зрения поглощения шума в
диапазоне указанных выше частот) размера и конфигурации.
[17]Поставленная техническая задача может быть решена при одновременном выполнении всех условий определенных существенными
признаками предложения. При включении в состав нетканого материала штапельных волокон меньшей толщины и длины снижается формоустойчивость крупногабаритных объемных каркасных изделий, получаемых из
нетканого материала методом прессования. При включении в состав нетканого материала штапельных волокон большей толщины и длины снижается коэффициент шумопоглощения в диапазоне частот шума
автомобильной техники.
[18]При включении в состав нетканого материала штапельного полиэфирного волокна типа "ядро-оболочка" с волокна температурой плавления "оболочки" меньше 105°С и
полипропиленового волокна с температурой плавления меньше 150°С снижается коэффициент теплозащиты изделий из нетканого материала.
[19]При включении в состав нетканого материала
штапельного полиэфирного волокна типа "ядро-оболочка" с волокна температурой плавления "оболочки" более 115°С и полипропиленового волокна с температурой плавления более 160°С ухудшается
формуемость крупногабаритных объемных каркасных изделий, получаемых из нетканого материала.
[20]При снижении содержания в нетканом материале штапельного бикомпонентного полиэфирного волокна
типа "ядро-оболочка" менее 30 мас.% ухудшается формуемость материала.
[21]При увеличении содержания в нетканом материале штапельного бикомпонентного полиэфирного волокна типа
"ядро-оболочка" более 70 мас.% при сохранении основных свойств возрастает себестоимость материала.
[22]При снижении содержания в нетканом материале штапельного полипропиленового волокна
менее 5 мас.%. ухудшается формоустойчивость изделий.
[23]При увеличении содержания в нетканом материале штапельного полипропиленового волокна более 20 мас.% ухудшаются шумопоглощающие
характеристики изделий.
[24]Таким образом использование штапельного полипропиленового волокна в пределах 5÷20 мас.% позволяет достигать положительных, результатов. Результат
максимален при использовании штапельного полипропиленового волокна в пределах 10÷15 мас.%.
[25]Положительный эффект от использования предложения наблюдается также при отсутствии
штапельного полипропиленового волокна в смеси волокон, но использовании качестве легкоплавкого волокна штапельного бикомпонентного полиэфирного волокна типа "ядро-оболочка" с заявленными
характеристиками.
[26]Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
[27]Пример 1. Нетканый материал, предназначенный для получения методом термопрессования
крупногабаритных декоративных элементов интерьера транспортных средств состоит из смеси штапельных волокон следующего состава (мас.%):
[28]бикомпонентное двухслойное легкоплавкое
полиэфирное волокно - 50;
[29]полипропиленовое волокно (черное) - 10;
[30]полиэфирное волокно - 40.
[31]Длина и толщина штапельных волокон составляет:
[32]
бикомпонентное двухслойное легкоплавкое полиэфирное волокно - 51 мм/0,44 текс;
[33]полипропиленовое волокно - 66 мм/0,68 текс;
[34]полиэфирное волокно - 66 мм/0,33 текс.
[35]Полипропиленовое волокно окрашено в черный цвет. Массовая доля технического углерода в волокне 5 мас.%.
[36]Формирование и скрепление структуры декоративного полотна осуществляют
на иглопробивном агрегате. Поверхностная плотность (развес) 1000÷1200 г/м2. Плотность прокалывания - 100 см-1, глубина прокалывания волокнистого холста 8 мм.
[37]Из полотна готового нетканого материала вырезают образцы - заготовки для прессования.
[38]Отпрессованные из материала состава по примеру 1 крупногабаритные изделия помещают в
шаблон, имеющий заданные габаритные размеры и форму. Проверяют стабильность формы и габаритных размеров сразу после формования и охлаждения. Отклонения в размерах и максимальные "отклонения" от формы
шаблона заносят в таблицу 1.
[39]Пример 2. Нетканый материал, предназначенный для получения методом термопрессования крупногабаритных декоративных элементов интерьера транспортных средств
состоит из смеси штапельных волокон следующего состава (мас.%):
[40]бикомпонентное двухслойное легкоплавкое полиэфирное волокно - 50;
[41]полиэфирное волокно(черное) - 35;
[42]полипропиленовое волокно(белое) - 15.
[43]Длина и толщина штапельных волокон составляет:
[44]бикомпонентное двухслойное легкоплавкое полиэфирное волокно - 51 мм/0,44текс;
[45]полиэфирное волокно - 66 мм/0,33 текс;
[46]полипропиленовое волокно - 66 мм/0,68 текс.
[47]Часть полиэфирного волокна окрашена в черный цвет. Массовая доля
технического углерода в волокне 5 мас.%.
[48]Отпрессованные из материала состава по примеру 2 крупномасштабные изделия помещают в шаблон, имеющий заданные габаритные размеры и форму.
Проверяют стабильность формы и габаритных размеров сразу после формования и охлаждения. Отклонения в размерах и максимальные "отклонения" от формы шаблона заносят в таблицу 1.
[49]Примеры
3-5. Нетканый материал, предназначенный для получения методом термопрессования крупногабаритных декоративных элементов интерьера транспортных средств, состоит из смеси штапельных волокон следующего
состава (мас.%):
[50]бикомпонентное двухслойное легкоплавкое полиэфирное
[52]полиэфирное волокно(белое) - 20÷60;
[53]
полиэфирное волокно(черное) - 10÷15.
[54]Длина и толщина штапельных волокон составляет:
[55]бикомпонентное двухслойное легкоплавкое полиэфирное волокно - 51 мм/0,44 текс;
[56]полиэфирное волокно - 66 мм/0,33÷1,7 текс.
[57]Часть полиэфирного волокна окрашена в черный цвет. Массовая доля технического углерода в волокне 5 мас.%.
[58]Отпрессованные из материала состава по примерам 3-5 крупногабаритные изделия помещают в шаблон, имеющий заданные габаритные размеры и форму. Проверяют стабильность формы и габаритных размеров
сразу после формования и охлаждения. Отклонения в размерах и максимальные "отклонения" от формы шаблона заносят в таблицу 1.
[59]Для сравнения испытывали в аналогичных условиях известный
нетканый материал, полученный по патенту РФ (RU 2220241, D 04 Н 1/54, 27.12.2003).
[60]| Таблица 1. |
| Показатели | Номер примера (образца материала) |
| | Известный материал | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Состав композиции, % | | | | | | |
| Бикомпонентное полиэфирное волокно | | 50 |
50 | 50 | 30 | 70 |
|
Полиэфирное волокно | | 40 | 35 (черное) | 35 (белое) 15 (черное) | 60 (белое) 10 (черное) | 20 (белое) 10 (черное) |
| Полипропиленовое волокно | | 10 (черное) | 15
(белое) | - | - | |
|
Развес, г/кв.м | 1010±10 | 1100-1200 | 1100-1200 | 1100-1200 | 1100-1200 | 1100-1200 |
|
Результат испытаний. Отклонение от формы, мм | 7 | 2 | 1 | 3 | 2 | 3 |
| Стрела прогиба, мм
(120°С - 1 час) | 150 | 49 | 15 |
100 | 130 | 97 |
| Теплостойкость (95°М - 6 часов) не
допускаются изменения внешнего вида | + | + | + | + | + | + |
| Стойкость к знакопеременным температурным
нагрузкам: | + | + | + | + | + | + |
| Реверберационный коэффициент |
факт | факт | факт | факт | факт | факт |
| шумопоглощения. Частота(требуется): | | | | | | |
| 500 Гц = 30% | 36 | 35 | 36 | 37 | 33 | 44 |
| 1000 Гц = 60% | 47 | 60 | 60 | 60 | 61 | 61 |
| 2000 Гц = 80% | 51 | 83 | 82 | 84 | 84 | 72 |
| 4000 Гц = 90% | 56 | 108 | 108 | 109 | 109 | 89 |
| 8000 Гц = 100% | 65 | 118 | 117 | 118 | 118 | 98 |
| Результат | - | + | + | + | + | ± |
| Коэффициент теплопроводности,
ккал/м.ч °С | 0,035 | 0,031 | 0,032 | 0,032 | 0,031 | 0,031 |
[62]1. Патент РФ - RU 2118416 "Нетканый волокнистый материал", МПК D 04 H 01/46, (опублик. 2004).
[63]2. Патент РФ - RU 1805152, "Нетканый волокнистый материал", МПК D
04 Н 13/00, (опублик. 1991 г.)
[64]3. Патент РФ - RU 2215836 "Нетканый волокнистый материал", МПК D 04 Н 01/46, опублик. 2003.11.10.
[65]4. Патент РФ - RU 2220241, D 04 Н 1/54,
27.12.2003, "Нетканый материал", (опублик. 2003.06.27) - прототип.
