5.5.2. Виробництво виробів із прогумованого волокна

Поряд з виробами з піногуми й еластичного пінополіуретану, у виробництві меблів, транспортних засобів, пакувальних матеріалів застосовують матеріали із прогумованого волокна.

Ці матеріали використають для виготовлення матраців і подушок, спинок і сидінь транспортних засобів, для пакування тендітних, дорогих виробів.

Завдяки специфічної структурі матеріалу із прогумованого волокна (рис. 5.20) виробу

Рис. 5.20. Фотографія поперечного розрізу прогумованого волокна

характеризуються малою густиною, високою повітро- і волого- проникністю, високою еластичністю й довговічністю. Вироби із прогумованого волокна мало чутливі до змін температури. Це дає можливість їх експлуатації в різних кліматичних зонах. Для виготовлення виробів із прогумованого волокна застосовують як волокна тваринного походження (кінський волос, свиняча щетина), так і рослинні волокна (низкочислове волокно зчосів кокосових горіхів), а також синтетичні волокна (поліпропілен, поліефірне волокно). У багатьох випадках застосовують суміші волокон. У Росії, в основному, застосовують волокно кокосових зчосів, що надходить у вигляді скручених у джгут волокон:

число витків у джгуті на 1 м…………………... ≥60;

довжина волокна менш 30 мм, %....................... ≤6;

довжина волокна більше 100 мм, %.................. ≥70;

вологість, %......................................................... ≤12.

Як сполучні волокна тваринного й рослинного походження використовують композиції, в основному, натурального латексу, хоча можливо застосування штучного ізопренового латексу і його комбінації з бутадієн-стирольним латексом.

До складу композицій, як правило, входять ПАР, що забезпечують змочування волокон і стабільність композицій при механічному впливі (розпилення пульверизатором), загусники, що зменшують наскрізне стікання композиції через шар волокон, засоби проти старіння, вулканізуючі добавки. Для надання виробам вогнестійкості до складу латексних композицій уводять антипірени.

У табл. 5.26 наведені типові рецепти просочувальних композицій, які застосовують при виготовленні прогумованого волокна з кокосових зчосів

Таблиця 5.26

Рецептура приточних латексних виробів, які застсовують при приготуванні прогумованого волокна з кокосових зчосів

Назва інгрідієнтів	Дозування, мас. ч.сухої речовини на 100 мас. ч. сухої речовини латексу
Натуральний, центрифугований високоаміачний латекс (НА)	100	—	100*)	100*)
Штучний ізопреновий латекс типу СКИ-3	—	75	—	—
Бутадієн-стирольний латекс типу СКС-С	—	25	—	—
Розчин олеату калію (20%)	2	1,5	2	1
Розчин неіоногенного ПАР типу ОП-10 (20%)	0,75	0,75	0,4	1
Розчин казеінату натрію (12%)	1,9	2	1,6	—
Розчин натрієвої солі карбоксиметилцеллюлози (10%)	—	—	2	—
Гідрат оксиду калію (10%)	0,5	0,5	0,5	0,5
Дисперсії вулканізуючих агентів, в. т. ч.	11,8	12,17	9,9	—
сірка	3	3	2,5	3
диетилдитіокарбамат цинку	1,5	1,65	1,5	1
цинкова сіль меркапатобензотіазолу	0,5	1,92	1	1,5
оксид цинку	5	3,5	3	3
фенольний агент проти старіння	1	1,5	1	1,5
Кістковий клей	0,1	0,1	0,2	0,2
Диспергатор НФ	0,7	0,5	0,7	0,7
Дисперсія гідрату оксиду алюмінію (50%)	—	—	35	25
Дисперсія трьохоксиду стибію (50%)	—	—	10	5
Дисперсія ПВХ (50%)	—	—	60	—
Дисперсія хлорпарафіну	—	—		10
Дисчперсія пентахлортолуолу	—	—		10
Емульсія дибутилфталату (50%)	—	—	7	—
*) Рецептура для сполук з підвищеною вогнестійкістю

Початкова стадія технологічного процесу виготовлення виробів із прогумованого волокна залежить від того, у якому вигляді на заводи надходить волокно.

Якщо волокно надходить у вигляді стосів з окремих, незв'язаних між собою волокон і при цьому необхідно його змішати з іншим типом волокон, то початкова стадія процесу містить у собі наступні операції: змішування й очищення волокна; крутіння волокон й утворення джгутів; термостабілізація

• скручених у джгут волокон;

Рис. 5.21. Схема апарата для змішання й очищення волокон: 1-камера очистки і попереднього розпушення і змішування волокон; 2-пристрій для змішування і розпушення; 3-камера повторного перемішування і розпушення волокна

• розкручування джгутів волокон, їхнє розпушування й подача на устаткування для утворення полотна.

Схема апарата для змішання й очищення волокон наведена на рис. 5.21. Змішання й розпушення волоків виробляється в першій камері 1 апарата за допомогою валків з насадженими на них під кутом стрижнями 2. Легкі частинки пилу відсмоктуються вентиляційною системою і осідають у циклоні. Важкі домішки падають на дно і після того видаляються. Розпушене і очищене волокно потоком повітря передається в другу камеру 3 апарату, де відбуваються додаткове розпушування й змішування волокон. Очищене й розпушене волокно передається на агрегат закручення волокон.

Схема агрегату для закручення волокон у джгут показана на мал. 5.22. На транспортері 1 формується шар волокон, які потім за допомогою обтискних рифлених валків 2 і збіжних лемешів 3 утворять прямокутний джгут. Цей джгут надходить на два послідовно розташованих крутильних механізми 4. За рахунок східчастого наростання швидкості обертання крутильних механізмів здійснюється подвійне закручення джгута. Закручений джгут змотується в бухти. Бухти подаються на термостабілізацію. Закручення волокон у джгут і їх термостабілізація змінюють форму волокон, надає їм пружність. Термостабілізацію здійснюють шляхом обробки гострою парою при температурі 100...110°С протягом 50...70 хвилин з наступним сушінням продувом повітря при температурі 110... 115°С протягом 75...90 хвилин.

Рис. 5.22. Схема агрегату для закручення волокон у джгут: 1 - транспортер; 2 - обтискні рифлені валики; 3 - лемеші; 4 - крутильний механізм; 5 - джгут із крученого волокна

Рис. 5.23. Агрегат для розкручення джгутів волокна і його розпушення: 1-джгут; 2-камера розкручування джгута; 3-камера розпушування волокна

Наступні технологічні операції (розкручування джгутів і розпушування волокон) здійснюють на устаткуванні, схема якого показана на рис. 5.23. Це устаткування сполучається з устаткуванням для утворення з волокон полотна і його просочення латексними композиціями. У випадку, якщо волокно надходить на завод у вигляді вже закручених у джгут волокон, технологічний процес виготовлення виробів з прогумованого волокна починається з розкручування джгута, розпушування волокна і подачі його на агрегат для формування полотна з волокон й їхнього просочення.

Технологія формування полотна з волокон і його просочення латексними композиціями, у принципі, не відрізняється від технології виготовлення нетканих, клеєних матеріалів (розділ 5.1.2). Процес складається з наступних послідовних технологічних операцій, які виконують на лінії безперервної дії:

• автоматичне дозування волокна на рухомий транспортер;

• утворення полотна заданої ширини;

• просочення полотна шляхом напилювання латексної композиції за допомогою пульверизатора на одну з поверхонь полотна;

• сушка;

• напилювання латексної композиції за допомогою пульверизатора, на іншу поверхню полотна;

• сушка;

• пресування (при необхідності) віджимними валками для отримання полотна заданої товщини і вищої щільності;

• поперечне нарізання просоченого полотна на пластини певної довжини.

Товщина просоченого полотна може змінюватися від 10 до 50 мм. Розпилювання латексної композиції за допомогою пульверизатора здійснюють під тиском 4...4,5 кгс/см² .

Співвідношення (по масі сухої речовини) волокно -латексна композиція складає, зазвичай, близько 1:1.

Сушка при температурі 90...100°С дозволяє отримати, так зване, "еластичне" полотно за рахунок вулканізації полімеру латексу, що відбувається в ході сушки. Полотно набуває пружних властивостей. Полотно цього вигляду пресуванню віджимними валками не піддають. При нижчій температурі (50...70°С) сушки просоченого полотна виготовляють, так зване, "пластичне" полотно. Товщину "пластичного" полотна регулюють, змінюючи зазор на відтискних валках, при цьому зростає щільність матеріалу.

Просочене і висушене волокнисте полотно надалі при виготовленні виробів може бути перероблене двома різними методами.

Один з них передбачає виготовлення листового матеріалу. Для цього пластини з "еластичного" полотна піддають додатковій вулканізації в тунельних камерах при температурі 110..120°С протягом 20...30 хвилин.

При необхідності, щоб збільшити товщину пластин, проводять їх дублювання. Для цього на поверхню пластин додатково напилюють латексну композицію і пластини дублюють шляхом пресування в пресі, а потім їх піддають вулканізації. Таким же чином пластина із "еластичного" полотна може бути здубльована з пластиною із "пластичного" полотна.

По іншому методу вироби виготовляють формовим методом. Цей метод застосовують, в основному, для виробів складної конфігурації, наприклад, спинок сидінь автотранспорту. Конструкція таких виробів передбачає застосування у внутрішніх шарах виробу деталей з "еластичного" полотна, а поверхню формують з "пластичного" щільнішого полотна. Деталі додатково обприскують латексною композицією і укладають у форми, в яких виріб набуває необхідної форми. Вулканізація виробів двостадійна. На першій стадії вулканізацію здійснюють у формах при температурі 120°С протягом 15...20 хвилин, а потім після виїмки виробів з форми проводять довулканізацію виробів у вільному стані при температурі 110...115°С протягом 15...20 хвилин.