ТКАНЬ ДЛЯ ПОДЛОЖКИ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО И ТЕПЛООТРАЖАТЕЛЬНОГО КОСТЮМА Российский патент 1996 года по МПК D03D15/12 D03D15/00 D03D1/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к тканям для подложки верхнего слоя теплозащитного и теплоотражательного костюма для работников противофонтанной службы.

В процессе работы на производстве в различных отраслях народного хозяйства возникает ряд экстремальных факторов, в условиях действия которых необходимо обеспечить не просто жизнедеятельность, но и высокую работоспособность человека. Одним из таких факторов является интенсивное термическое воздействие, возникающее при тушении пожаров, ликвидации горящих газовых и нефтяных фонтанов, проведении аварийных и ремонтных работ на технологических установках с высокотемпературным режимом.

Данное изобретение может быть также использовано для верхнего слоя теплоизолирующего костюма, внешней части рукавиц, спецобуви, а также для дополнительных теплоизолирующих накладок на плечах, спине, рукавах и коленях. Исходя из условий эксплуатации теплозащитного и теплоотражательного костюма, к его подложке верхнего слоя предъявляют комплекс различных требований. Ткани должны обеспечивать высокие эргономические показатели комплекта в целом, которые отражаются также и в оценке удобства надевания костюма (время одевания с помощью ассистента не должно превышать 10 минут), выполнения в нем движений, имитирующих рабочие (работа ломом, кувалдой, лопатой, с наклоном туловища, приседаниями, перенос тяжестей и т.д.), снятие костюма (время раздевания не должно превышать 5 минут).

Как правило, в процессе проведения аварийных работ в приустьевой зоне возникают нештатные ситуации, во время которых фонтанщики могут иметь кратковременный контакт с открытым пламенем, с раскаленными элементами конструкций. Следовательно, ткань должна быть огнестойкой, стойкой к ИК-излучению, прочной на разрыв и раздирание, изгибоустойчивой, иметь небольшую толщину и массу. Кроме того, она должна обладать гладкой, скользящей поверхностью, т.е. обладать небольшим коэффициентом тангенциального сопротивления, чтобы обеспечить быстрое одевание и раздевание в экстремальных ситуациях. Одним из существенных требований к тканям для подложки является их высокая адгезия к связующему для получения высококачественных металлизированных материалов на их основе, а также удовлетворительных пошивочных свойств костюмов из них.

Кроме того, мощные горящие сероводородные фонтаны обладают сильным подсосом воздуха восходящей струей горящего фонтана, поэтому недопустимо наличие при работе элементов в теплоотражательном костюме, обладающих парусностью. Следовательно, ткань для подложки должна обладать упругостью, формоустойчивостью, иметь минимальное удлинение при разрыве и минимальные остаточные деформации растяжения, чтобы исключить чрезмерное "раздувание" костюма.

Известна ткань из арамидных основных и уточных нитей с объемным наполнением 58,5-63% (1). Ткань предназначена для восприятия как растягивающих, так и антифрикционных нагрузок и обладает небольшими остаточными деформациями. Однако к ее недостаткам следует отнести повышенную жесткость и невысокую изгибоустойчивость, ухудшающие эксплуатационные свойства теплозащитных костюмов на их основе.

Известна ткань для подложки верхнего слоя теплозащитного и теплоотражательного костюма, содержащая основные и уточные нити в виде крученых нитей на основе термостойких полимеров, выполненная полотняным или саржевым переплетением (2). Данная ткань является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатки ткани состоят в том, что она обладает низкой формоустойчивостью, высокими коэффициентом тангенциального сопротивления и остаточными деформациями растяжения. Для устранения указанных недостатков в ткани для подложки верхнего слоя теплозащитного и теплоотражательного костюма, содержащей основные и уточные нити в виде крученых нитей на основе термостойких полимеров, выполненной полотняным или саржевым переплетением 1/2, она выполнена с наполнением 110-134% основные и уточные нити выполнены неоднородными, при этом каждая крученая неоднородная основная и уточная нить выполнена из двух стренг комплексных нитей с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити в каждой стренге, равным 58-200: 1, при этом направление крутки каждой крученой неоднородной нити одинаковое с направлением крутки каждой стренги, а угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 20-45^oС. Элементарные нити выполнены на основе полиарамидов, или полигетероариленов, или полиимидов, или их смесей.

Использование крученых неоднородных синтетических нитей на основе термостойких полимеров обеспечивает сочетание комплекса необходимых эксплуатационных характеристик: огнестойкости, стойкости к ИК-излучению, адгезионной прочности, малых остаточных деформаций, формоустойчивости, что в конечном счете улучшает эксплуатационные, пошивочные и эргономические характеристики костюма, улучшает кроющую способность ткани, устраняет образование фиксированных складок и заломов в процессе металлизации ткани.

Выполнение каждой крученой неоднородной основной и уточной нити из двух стренг комплексных нитей с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити в каждой стренге равным 58-200:1 обеспечивает необходимую застилистость и наполнение ткани, необходимые для обеспечения прочной износостойкой поверхности.

В предлагаемой ткани направление крутки каждой крученой неоднородной нити одинаковое с направлением крутки каждой стренги. Это необходимо для получения компактной структуры крученой нити, снижающей склонность к фибриллизации жестких нитей в процессе текстильной переработки. Из общеизвестной теории кручения известно, что для получения равновесной структуры нити направление крутки крученой нити в два и более сложений должно быть противоположным направлению крутки составляющих ее стренг. В предложенном техническом решении использованы неравновесные нити с величиной крутки, необходимой для улучшения свойств ткани. Нити данной структуры придают ткани необходимую гладкость, снижая коэффициент тангенциального сопротивления ткани, улучшая тем самым эргономические характеристики теплозащитного костюма в целом.

Угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити, равный 20-45^o, обеспечивает получение необходимой пористости и компактной поверхности, обеспечивающей в свою очередь повышение адгезионной прочности к связующему, т.е. усилия расслаивания с металлизированной пленкой.

Выполнение ткани полотняным или саржевым переплетением 1/2 с наполнением 110-134% обеспечивает получение плотной гладкой износостойкой структуры ткани, необходимой для повышения эксплуатационных и теплозащитных характеристик костюма в целом.

Подробное описание сущности изобретения заключается в следующем: ткань получали полотняным или саржевым переплетением 1/2 крученых неоднородных нитей на основе комплексных нитей СВМ, терлон, армос, фенилон, аримид с наполнением 110-134% Каждая крученая неоднородная нить выполнена из двух стренг - комплексных нитей с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити в каждой стренге, равным 58-200:1, при этом направление крутки каждой крученой неоднородной нити одинаковое с направлением крутки каждой стренги, а угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 20-45^o. Полученную таким образом суровую ткань подвергали процессу отделки отварке и сушке. В целом следует отметить, что ткань на основе крученых неоднородных нитей предложенных структур технологична и не вызывает затруднений по всем переходам ткацкого и красильно-отделочного производства.

Пример 1. Экспериментальный образец ткани переплетения саржа 1/2 с наполнением 117,3% выполнен по основе и утку из неоднородных крученых нитей на основе термостойких полигетероариленов и полиарамидов, при этом каждая крученая неоднородная основная и уточная нить выполнена с круткой 140-180 кр/м направления Z из двух стренг-комплексных нитей СВМ с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити, равным 60:1, и комплексных нитей фенилон с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити, равным 100: 1. При этом направление крутки каждой крученой неоднородной нити одинаковое с направлением крутки каждой стренги, а угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 20-41^o.

Пример 2. Экспериментальный образец ткани аналогичен примеру 1, но ткань выполнена полотняным переплетением с наполнением, равным 122,4%
Пример 3. Экспериментальный образец ткани аналогичен примеру 1, но наполнение ткани равно 110,4% а каждая крученая неоднородная основная и уточная нить выполнена с круткой 190-210 кр/м, при этом соотношение диаметров комплексной и элементарной нити СВМ равно 100:1, а угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 25-45^o.

Пример 4. Экспериментальный образец ткани аналогичен примеру 3, но ткань выполнена полотняным переплетением с наполнением, равным 115,2%
Пример 5. Экспериментальный образец ткани аналогичен примеру 1, но наполнение ткани составляет 127,6% Ткань выполнена по основе и утку из неоднородных крученых нитей на основе термостойких полигетероариленов и полиимидов, при этом каждая крученая неоднородная нить выполнена с круткой 160-180 кр/м из двух стренг-комплексных нитей СВМ с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити, равным 60:1, и комплексных нитей аримид с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити, равным 100:1. При этом угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 23-37^o.

Пример 6. Экспериментальный образец ткани аналогичен примеру 5, но ткань выполнена полотняным переплетением с наполнением, равным 133,2%
Пример 7. Экспериментальный образец ткани переплетения саржа 1/2 с наполнением 116,6% выполнена по основе и утку из неоднородных кручений нитей на основе термостойких полиарамидов полипарафенилентерефталамида и полиметафениленизофталамида, при этом каждая крученая неоднородная основная и уточная нить выполнена с круткой 200-220 кр/м из двух стренг-комплексных нитей терлон с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити, равным 150:1, и комплексных нитей фенилон с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити, равным 100:1. При этом направление крутки каждой крученой неоднородной нити S, а угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 22-36^o.

Пример 8. Экспериментальный образец ткани аналогичен примеру 7, но ткань выполнена полотняным переплетением с наполнением, равным 127,6%
Результаты испытаний показывают существенное повышение формоустойчивости, т. е. удлинение при разрыве снизилось по основе в 1,73-2,48 раза, по утку в 1,81-2,7 раза по сравнению с прототипом. Далее была определена возможность дублирования данных подложек тканей металлизированной пленкой с последующей оценкой адгезионных свойств дублированного материала. Результаты испытаний свидетельствуют, что адгезионная прочность (усилия расслаивания предлагаемой ткани) увеличилась в 1,26-1,5 раза, а остаточные деформации растяжения снизились по основе в 10,0-14,4 раза, по утку в 14,4-28,8 раза по сравнению с прототипом. Ткань получается плотной, прочной, формоустойчивой, гладкой с большой площадью контактной поверхности, которая способствует образованию прочного моно- или бимолекулярного слоя связующего (клея), обусловленного кроме химического взаимодействия также дипольным и электростатическим взаимодействием.

Вследствие этого в процессе дублирования данной тканой подложки повышается адгезия ткани к связующему и образуется прочная связь ткани с металлизированным покрытием. Все это позволяет существенно повысить эксплуатационную надежность теплозащитного и теплоотражательного костюма для работников противофонтанной службы.

Таким образом, комплект с использованием предлагаемой подложки ткани для верхнего слоя теплозащитного и теплоотражательного костюма полностью защищает человека, обладает устойчивостью к воздействию открытого пламени, ИК-излучения, воды, газового конденсата и нефтепродуктов, обеспечивает по своим эргономическим показателям удобство эксплуатации в условиях труда, характерных для работающих при ликвидации горящих газовых фонтанов.

В целом данный комплект улучшает условия труда, повышает его безопасность и производительность.

Сущность изобретения: ткань выполнена полотняным или саржевым переплетением 1/2 с наполнением 110-134 проц. по основе и утку из неоднородных крученых нитей на основе термостойких полимеров. Каждая крученая неоднородная основная и уточная нить выполнены из двух стренг - комплексных нитей с соотношением диаметров комплексной и элементарной нити в каждой стренге, равным 53-200:1. Направление крутки каждой крученой неоднородной нити одинаковое с направлением крутки каждой стренги. Угол наклона комплексных нитей к оси кручения неоднородной нити равен 20-45 град. Ткань позволяет увеличить адгезионную прочность, оценить коэффициент тангенциального сопротивления и остаточные деформации растяжения по основе и утку. 1 з.п. ф-лы.

1. Ткань для подложки верхнего слоя теплозащитного и теплоотражательного костюма, содержащая основные и уточные нити в виде крученых нитей на основе термостойких полимеров, выполненная полотняным или саржевым переплетением 1/2, отличающаяся тем, что ткань выполнена с наполнением 110 134% основные и уточные нити выполнены неоднородными, при этом каждая крученая неоднородная основная и уточная нити выполнены из двух стренг-комплексных нитей с соотношением диаметров комплексной и элементарной нитей в каждой стренге 58 - 200: 1, при этом направление крутки каждой крученой неоднородной нити одинаковое с направлением крутки каждой стренги, а угол наклона комплексных нитей к оси крученой неоднородной нити равен 20 45^o. 2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что элементарные нити выполнены на основе полиарамидов, или полигетероариленов, или полиимидов, или их смесей.