Вязально – прошивной способ или способ окончательной обработки полотна материала посредством гидродинамического иглопробивания и продукт, полученный в соответствии с этим способом

007317 Изобретение касается нетканых материалов, тканых материалов или трикотажных материалов, состоящих из металлических волокон или нитей, которые требуется соединить стежками или подвергнуть окончательной обработке. Известно стежковое соединение нетканых материалов, изготовленных из текстильных волокон, таких как органические и неорганические материалы, а также натуральные, и синтетические полимеры, с использованием способа пробивания волокон, в котором структуру волокон подвергают гидродинамическому иглопрокалыванию. Металлические волокна производят, например, с использованием способа холодного растягивания пучка (US 379000), способа нарезки (обрезки прокатанного края рулона металлической фольги, в соответствии с US 4930199), или непосредственно из расплава, например, способом экструзии, как описано в патенте США 5524704. Формирование нетканых материалов, например, из 100%-ных металлических волокон в настоящее время выполняют с помощью механических способов формирования нетканых материалов с применением кардных валков, аэродинамического способа формирования нетканого материала и влажного способа формирования нетканого материала, и требует использования специальных технологий. Недостатки, связанные с изготовлением прядей, чесаной пряжи и кардной пряжи из металлических волокон, в частности, возникают из-за того, что для поддержания процесса формирования нити совершенно необходима фракция текстильных несущих волокон. В этом случае могут быть получены нити,содержащие однородные смеси по сечению нити, но также на практике применяют производство пряжи с многоволоконным покрытием, которые имеют металлические волокна в сердцевине и текстильные волокна в оболочке. Известно изготовление материалов из таких волокнистых структур, как описано, например, в DE 69901941 Т 2. В соответствии с этим документом, трикотажные материалы производят из пряжи, имеющей различное содержание металлических волокон. В этом случае в дополнение к сложному процессу формирования нити, также необходимо использовать текстильные волокнистые материалы для поддержания процесса трикотажного переплетения. Также известно соединение стежками сформированных аэродинамически нетканых материалов с использованием способа механического иглопробивания. Таким образом, мембрана горелки, описанная вDE 69803085 Т 2 содержит по меньшей мере один слой механически пробиваемого иглами металлического волокна. Недостаток такого механического иглопробивания, помимо невозможности организации непрерывного режима работы, также состоит в необходимости получения большой минимальной массы или толщины, для обеспечения возможности достижения вязально-прошивного эффекта. Недостаток всех указанных механических способов соединения стежками (вязально-прошивных способов), в дополнение к описанным трудностям, возникающим во время обработки металлических волокон, состоит в высокой степени износа элементов, используемых при соединении стежками, таких как спицы и крючки для трикотажной вязки, валяльные иглы и т.д. Их необходимо заменять новыми вязально-прошивными элементами через короткое время использования, в результате чего возникают дополнительные затраты на материалы, подверженные износу, и происходит снижение производительности в результате необходимости замены изношенных деталей и повышаются затраты на производство нетканого материала из металлического волокна. Из ЕР-А-0348993, US-A-5380580 или ЕР-А-0963776 также известна обработка нетканых металлических волокон, смешанных с натуральными волокнами, с использованием струй воды. В таких ранее известных способах используют давление воды до 38 бар или максимум 200 бар. Таким способом можно модифицировать нетканые материалы, смешанные с натуральными волокнами, поскольку натуральные волокна легко перепутываются. Соединение стежками, перепутывание металлических волокон с натуральными волокнами невозможно обеспечить с использованием этих способов. Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении нетканого материала, при производстве которого можно исключить сложный трудоемкий и требующий значительного времени процесс формирования нитей,можно использовать полотно материала, содержащего предпочтительно 100% металлического волокна, без каких-либо текстильных несущих волокон, по меньшей мере, частично,износ вязально-прошивных элементов уменьшен или полностью исключен и можно получить тонкое полотно, имеющее большой объем пор, но небольшие размеры пор. Эта цель достигается тем, что полотно материала, состоящее, по меньшей мере частично, из металлических волокон или металлических нитей, соединяют стежками и/или окончательно обрабатывают с использованием струй воды с высокой энергией под давлением 200 бар, для формирования полотна материала, готового к использованию. В результате прогресса, достигнутого при обработке металлических волокон, с одной стороны, и в результате улучшений при формирования нетканых материалов, с другой стороны, неожиданно было установлено, что при совместном использовании рабочей среды под высоким давлением с известным-1 007317 способом прошивки пряжи, можно выполнять гидродинамическое соединение стежками нетканых материалов из металлического волокна, с применением струй воды с высокой энергией. В соответствии с настоящим изобретением, эта задача достигается путем получения значительных сил удара или импульсных сил, с использованием давления рабочей среды 200 бар или путем использования специальных конфигураций сопел (например, цилиндрических, конических, двойных конических, цилиндрических и конических, комбинированных в различных соотношениях),использования диаметра отверстий, например, от 0,08 до 0,5 мм,выбора количества сопел на дюйм рабочей ширины в соответствии с предназначенным использованием,использования, по меньшей мере, 2-8 пучков сопел,использования пучков сопел в одном - четырех рядах, скомпонованных с равномерным или не равномерным расположением капилляров,применения вязально-прошивной среды с обеих сторон, например, поочередно после каждого пучка сопел или после прохода множества пучков сопел,использования несущей ленты или сквозного рабочего барабана, имеющего открытую площадь 2050% или закрывающий экран с размером 20-100 меш, предпочтительно 60 меш для вязально-прошивной среды. Тонкий, закрытый или штапельный нетканый материал, имеющий открытую рабочую поверхность,с определенной структурой, также содержащий 100% металлических волокон, получают в соответствии с изобретением без необходимости использования текстильных несущих волокон при его изготовлении,трудоемкого и требующего много времени формирования нитей,смазки для исключения зарядов статического электричества и обеспечения хороших свойства скольжения волокна между волокном/волокном, между вязально-прошивными элементами/волокнами и между волокнами/узлами транспортировки и без какого-либо износа вязально-прошивных элементов, поскольку в качестве вязально-прошивного агента используется вода. При этом, однако, также возможно одновременно использовать неметаллические текстильные волокнистые материалы, без возникновения каких-либо технических проблем. Поэтому с идеей изобретения также согласуется, что, если требуются обеспечить специальные свойства продукта, текстильные волокна можно использовать в любом соотношении смешения. Изобретение также подробно поясняется на примерах вариантов его выполнения. Примерный вариант выполнения 1. 300 г/м 2 тяжелого, сформированного аэродинамическим способом нетканого материала, состоящего из 100% металлических волокон, подают в установку для прошивки пряжи. Нормальная плотность сплава металлических волокон была определена равной 8 г/см. Металлические волокна из нержавеющей стали толщиной 12 мкм, в данном случае, состоят из сплава хрома и железа. Нетканый материал из металлического волокна соединяют вязально-прошивным способом с использованием водяных струй с высокой энергией. Вода выходит через панель сопел, содержащую сопла диаметром 0,14 мм, расположенные в ряд, с плотностью капилляров 40 элементов/дюйм рабочей ширины, и при давлении воды для обработки 20 бар в первом пучке сопел и 300 бар во втором пучке сопел. Такие параметры вязально-прошивного способа позволяют получить максимальное значение силы растяжения 19 Н в продольном направлении и 26 Н в поперечном направлении с максимальным удлинением под действием усилия растяжения 34% в продольном направлении и 53% в поперечном направлении. Примерный вариант выполнения 2. Структура и тип нетканого материала соответствуют примеру 1. В отличие от примера 1, используются панели сопел, содержащие сопла диаметром 0,10 мм и по 40 элементов/дюйм рабочей ширины. Вязально-прошивную среду обеспечивают под рабочим давлением 20-400 бар. Нетканый материал из металлического волокна, соединенный стежками, при использовании этих параметров имеет максимальное усилие растяжения 24 Н в продольном направлении и 32 Н в поперечном направлении с максимальными значениями удлинения под действием усилия растяжения 31% в продольном направлении и 33% в поперечном направлении. Примерный вариант выполнения 3. Структура и тип нетканого материала соответствуют примеру 2. В отличие от примера 2, использовали 36 сопел на дюйм рабочей ширины. Максимальная сила растяжения составляет 42 Н в продольном направлении и 49 Н в поперечном направлении, с максимальными значениями удлинения под действием силы растяжения 37% в продольном направлении и 43% в поперечном направлении. Нетканый материал с пробивными волокнами в этом примере имеет полностью идентичные значения зависимости деформации от напряжения в исходном и среднем диапазоне напряжений, то есть является абсолютно изотропным в этом диапазоне. Аналогично, пористость нетканого материала из металлического волокна можно регулировать в широком диапазоне, путем выбора вязально-прошивных пара-2 007317 метров. Объем пор составил 97-99%. Однако также можно получить объем пор 60-99%, в соответствии с данными процесса. Примерный вариант выполнения 4. Структура и тип нетканого материала соответствуют приведенным в примере 3. В отличие от примера 2, используют три панели сопел в соответствующих блоках сопел с давлением рабочей среды 20/500/500 бар. Максимальные силы растяжения составляют 89 Н в продольном направлении и 78 Н в поперечном направлении с максимальным удлинением под действием силы растяжения 29% в продольном направлении и 34% в поперечном направлении. На этом примере можно показать, что в продольном направлении можно получить более высокую прочность, чем в поперечном направлении. Примерный вариант выполнения 5. Компоновка и тип нетканого материала соответствуют приведенным в примере 3. В отличие от примера 3, после процесса соединения стежками, с обработкой струями воды с высокой энергией выполняют процесс прессования или калибровки. Таким образом, можно влиять на прочность и пористость нетканого материала из металлического волокна в дополнение к соединению стежками с использованием струй воды. Эти примерные варианты выполнения показали, что максимальные силы растяжения в предельном продольном направлении (HZKL) и в поперечном направлении (HZKQ) можно, в частности, регулировать и, соотношение максимальной силы растяжения в продольном направлении к максимальной силе растяжения в поперечном направлении можно регулировать от 1, равным 1 и до 1. Самое важное состоит в том, что поведение деформации в зависимости от напряжения в исходном и среднем диапазонах напряжений можно конфигурировать как полностью изотропное путем использования выбранных параметров соединения стежками. Таким же образом можно в широком диапазоне регулировать пористость нетканого материала из металлического волокна. Примерный вариант выполнения 6. Нетканый материал из металлического волокна, предназначенный для соединения стежком, подвергают обработке пробиванием волокон, с использованием 36 сопел на дюйм рабочей ширины, имеющих диаметр 0,10 мм, с подложкой экрана, с размером ячеек 20 меш и под давлением рабочей среды 500 бар, а также перфорируют в соответствии с определенной структурой, для использования в качестве поверхности горелки или тому подобное. Сетку из металлического провода, расположенную между двумя неткаными материалами из металлического волокна, с шириной ячейки, например, 10 х 10 мм, подвергают обработке с пробиванием волокна, с использованием 36 сопел на дюйм рабочей ширины, с диаметром 0,10 мм, с подложкой из экрана, с размером ячеек 60 меш, а также с применением давления рабочей среды 500 бар. В этом случае нетканый материал соединяют стежками для получения гладкой поверхности с маленькими отверстиями пор, с одновременной установкой металлической сетки. Такие металлические композитные материалы используют для фильтрации в условиях высоких тепловых нагрузок. В этом случае нетканый материал,соединенный стежками (вязально-прошивной материал) из металлического волокна, выполняет функцию фильтрации, а металлическая сетка выполняет функцию упрочняющего носителя. В этих экспериментах были приготовлены нетканые материалы толщиной от 1,5 до 3,4 мм. Общая плотность составила приблизительно 8 мм. Плотность нетканых материалов с пробивными волокнами составила от 0,1 до 0,2 г/см 3. Достигаемые величины пористости составили от 60 до 99%. Описанные нетканые материалы можно использовать для фильтров и горелок, в частности, в случаях, когда возникают высокие тепловые нагрузки, в области ЕМС (область сгорания), для защиты от взрывов и т.д. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ производства полотна материала, соединенного стежками с использованием гидродинамического иглопробивания, отличающийся тем, что полотно материала, состоящее, по меньшей мере,частично из металлических волокон или металлических нитей, соединяют стежками и/или окончательно обрабатывают с использованием струй воды с высокой энергией под давлением 200 бар для формирования готового для использования полотна материала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полотно материала формируют как тканое полотно или трикотажное полотно, по меньшей мере, частично используя пряжу из металлических волокон, и такое полотно материала подвергают гидродинамическому иглопробиванию для окончательной обработки. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что текстильное волокно смешивают с металлическими волокнами или нитями полотна материала и их совместно подвергают гидродинамическому иглопробиванию под давлением 200 бар для соединения стежками или окончательной обработки. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полотно материала состоит из 100% металлических волокон или нитей, и такое полотно материала подвергают гидродинами-3 007317 ческому иглопробиванию под давлением 200 бар для соединения стежками или окончательной обработки. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что тканое полотно, вязаное полотно, трикотажное полотно, вязально-прошивные материалы, вязально-прошивные нетканые материалы, нетканые иглопробивные материалы в качестве полотна материала, изготовленного, по меньшей мере, частично из металлических волокон или нитей, подвергают обработке струями воды под давлением 200 бар, для модификации свойств, таких как, например, последующее связывание стежками, изменение плотности, выравнивание, получение шероховатой поверхности и т.д. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что нетканые материалы из металлического волокна с ткаными материалами, вязаными материалами, трикотажными полотнами,вязально-прошивными материалами, неткаными вязально-прошивными материалами, неткаными иглопробивными материалами и т.д., состоящими из 100% металлических волокон, а также из комбинации металлических волокон и текстильных волокон, комбинируют для формирования композитных материалов с использованием гидродинамического иглопробивания. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что после соединения стежками с использованием струй воды выполняют процессы прессования и/или калибровки. 8. Нетканый материал, соединенный стежками, с использованием гидродинамической иглопробивки, по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он содержит 100% некрученых металлических волокон или нитей. 9. Нетканый материал с пробивными волокнами по п.8, отличающийся тем, что металлические волокна или нити переплетают, запутывают или зацепляют друг с другом или друг в друге без формирования сетки. 10. Нетканый материал с пробивными волокнами из металлических волокон, полученный в соответствии с любым из пп.1-7, отличающийся тем, что волокна, предназначенные для соединения стежками, состоят из однородной смеси металлических волокон и текстильных волокон. 11. Нетканый материал с пробивными волокнами из металлических волокон по пп.8-10, отличающийся тем, что волокна, предназначенные для соединения стежками, представляют собой компонент ламинированных нетканых материалов, в которых ламинированные нетканые материалы состоят из двух или больше слоев. 12. Нетканый материал с пробивными волокнами из металлических волокон по п.11, отличающийся тем, что слои состоят из металлических волокон, или текстильных волокон, или, в свою очередь, из однородных смесей металлических волокон и текстильных волокон. 13. Нетканый материал с пробивными волокнами по пп.8-12, отличающийся тем, что в нем отсутствует волокнистый материал. 14. Нетканый материал с пробивными волокнами по пп.8-12, отличающийся тем, что в него дополнительно вводят материал в виде нитей. 15. Нетканый материал с пробивными волокнами по пп.11-14, отличающийся тем, что дополнительные материалы, такие как, например, трикотажное полотно, вязаные материалы, нетканые иглопробивные материалы и т.д., состоящие из металлических материалов или текстильных волоконных веществ, вводят или прикрепляют латерально. 16. Нетканый материал с пробивными волокнами по пп.8-15, отличающийся тем, что объем пор,размер пор и толщину также варьируют путем прессования и/или процесса калибровки, который выполняют после соединения стежками с использованием струй воды. 17. Нетканый материал с прошитой пряжей по пп.8-16, отличающийся тем, что он содержит перфорации, как требуется в соответствии с узором. 18. Тканый материал, вязаный материал, трикотажное полотно, материал, соединенный стежками,нетканый материал, соединенный стежками, нетканый иглопробивной материал и т.д., изготовленный из 100% металлических волокон в соответствии с любым из пп.1-7, отличающийся тем, что модификация свойств, таких как, например, последующее соединение стежками, изменение плотности, сглаживание,придание шероховатости и т.д., происходит в результате последующей обработки струями воды с высокой энергией. 19. Композитные материалы, отличающиеся тем, что нетканые материалы из металлического волокна, изготовленные из 100% металлических волокон в соответствии с любым из пп.1-7, комбинируют с ткаными материалами, вязаными материалами, трикотажными материалами, материалами, соединенными стежками, неткаными материалами, соединенными стежками, и/или неткаными иглопробивными материалами и т.д., изготовленными из металлических волокон или металлических нитей, в различных комбинациях с использованием гидродинамической иглопробивки для формирования композитного материала. Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6