Патент на изобретение №2287031

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2287031 (13) C2
(51) МПК

D04H1/22 (2006.01)
D04H13/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 28.12.2010 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2004112255/12, 21.04.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

21.04.2004

(43) Дата публикации заявки: 10.10.2005

(46) Опубликовано: 10.11.2006

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2136794 C1, 10.09.1999. RU 94025074 A1, 27.08.1996. US 5569525 A, 29.10.1996. US 4514455 A, 30.04.1985.

Адрес для переписки:

413100, Саратовская обл., г. Энгельс, пл. Свободы, 17, Энгельсский технологический институт СГТУ, патентный отдел, Л.М. Дорошенко

(72) Автор(ы):

Бесшапошникова Валентина Иосифовна (RU),
Куликова Татьяна Владимировна (RU),
Зайцева Нина Александровна (RU),
Синицына Тамара Николаевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Саратовский государственный технический университет (СГТУ) (RU),
Федеральное государственное унитарное предприятие “Саратовский научно-исследовательский институт химии и технологии акриловых мономеров и полимеров с опытным заводом” (ФГУП “СНИИ полимеров”) (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНОГО НЕТКАНОГО УТЕПЛИТЕЛЯ ДЛЯ ОДЕЖДЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в производстве нетканых материалов для швейной промышленности. Способ получения объемного нетканого утеплителя для одежды включает формирование волокнистого холста из полиэфирного волокна, скрепление его слоев 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 используется эмульсия сополимера акрилового АК-218-44 состава, мас.%: метилметакрилат – 44-53, метилакрилат – 44-53 и стабилизатор реакции полимеризации – 2,5-3. Данный способ позволяет создать объемный нетканый утеплитель для верхней одежды, обладающий высокой прочностью, упругостью и несминаемостью, не теряет прочность при уходе в процессе химчистки. 1 табл.

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 м2·°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·см2 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

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


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 22.04.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010


Categories: BD_2287000-2287999