МЕТАЛЛИЗИРОВАННАЯ ТКАНЬ Российский патент 1998 года по МПК D03D15/12 A62B17/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к тканям для верха теплозащитного и теплоотражательного костюма для работников противопожарной службы в газовой, нефтяной промышленности, для пожарных, а также для работников народного хозяйства, подвергающихся на производстве воздействию экстремальных факторов, таких как огонь, интенсивное термическое воздействие, инфракрасное излучение.

Исходя из условий эксплуатации теплозащитного и теплоотражательного костюма к его верхнему слою предъявляют комплекс различных требований, в частности по физико-механическим, теплофизическим и эргономическим показателям. Ткань должна иметь небольшую массу и толщину для обеспечения небольшого веса костюма в целом и удобства при выполнении тяжелых работ в экстремальных условиях. Ткань должна обладать высокой прочностью на разрыв и раздирание, быть формоустойчивой, изгибоустойчивой, износостойкой, обладать не очень высокой жесткостью, низким коэффициентом тангенциального сопротивления, т.е. гладкой поверхностью с изнаночной стороны для обеспечения быстроты снятия и одевания костюма в экстремальных условиях пожара или горящего фонтана. Кроме того, ткань должна быть огнестойкой и стойкой к инфракрасному излучению при воздействии теплового потока интенсивностью около 0,5 кал/см•с, т.е. иметь высокую степень отражения экранирующей поверхности.

Исходя из технических требований, предъявляемых к огнестойким материалам для верхнего слоя теплозащитного и теплоотражательного костюма, наиболее оптимальным типом получения высокой степени отражения экранирующей поверхности является применение металлизированных тканей. Эксплуатационные характеристики металлизированных тканей зависят в первую очередь от высокого качества тканой подложки и способа ее металлизации.

Известна ткань, обладающая способностью к отражению, используемая для изготовления защитной одежды от пожара [1]. Ткань состоит из нитей, например, шерстяных, смешанных с материалом, обладающим отражательной способностью, представленным в виде разрезанных слоистых ленточек, где алюминиевая пленка закрыта с обеих сторон полиэфирной пленкой. На большей части одной из сторон ткани преобладают текстильные нити, тогда как на обратной стороне преобладают отражательные волокна. Данная ткань обладает способностью к отражению, однако она не обладает достаточной формоустойчивостью, прочностью на разрыв и раздирание, износостойкостью и коэффициентом тангенциального сопротивления с изнаночной стороны.

Известна металлизированная ткань, содержащая синтетические основные и уточные нити на основе термостойких полимеров и имеющая на лицевой стороне металлизированное покрытие[2] . Ткань выполнена из фенилоновой пряжи с металлизированной пленкой и рекомендована для одежды сварщиков и электролизников алюминиевых заводов. Данная ткань обладает достаточной массой, огнестойкостью, жесткостью и стойкостью к ИК-излучению, однако ткань не обладает необходимой прочностью на разрыв и раздирание, формоустойчивостью, изгибоустойчивостью, износостойкостью и коэффициентом тангенциального сопротивления. Данная ткань является наиболее близким аналогом изобретения.

Технический результат изобретения - улучшение эксплуатационных и эргономических характеристик путем повышения прочности на разрыв и раздирание, изгибоустойчивости и износостойкости, снижения удлинения при разрыве, жесткости и коэффициента тангенциального сопротивления.

Для достижения данного технического результата в металлизированной ткани, содержащей синтетические основные и уточные нити на основе термостойких полимеров и имеющей на лицевой стороне металлизированное покрытие, плотность ткани по основе и утку составляет 10-58 н/см, коэффициент уплотненности переплетения равен 0,24-1, при этом основные и уточные нити имеют линейную плотность 5-120 текс и представляют собой комплексные нити и/или однородные и/или неоднородные крученые нити, и/или их сочетания, и/или нити, состоящие из смесок, содержащих природные, искусственные, синтетические волокна, термостойкие волокна или их сочетания. Ткань может дополнительно содержать нити, состоящие из нетермостойких полимеров.

Плотность ткани по основе и утку, выбранная в заявленных пределах, обеспечивает в первую очередь необходимый вес ткани, ее толщину, создает необходимую опорную поверхностью. Снижение плотности ниже нижнего предела не обеспечивает необходимой фактуры ткани: она получается рыхлая, редкая, расползается в руках. Повышение плотности выше верхнего предела повышает вес ткани, ее жесткость, снижая тем самым эргономические характеристики костюма.

Коэффициент уплотненности переплетения, равный 0,24-1, необходим для обеспечения оптимальной связности основных и уточных нитей в ткани, а также для обеспечения необходимого коэффициента тангенциального сопротивления, кроме того, достигается необходимая опорная поверхность ткани, что существенным образом влияет на нанесение и получение равномерного адгезионного слоя и последующего нанесения металлизированного покрытия, т.е. на степень отражения экранирующей поверхности.

Использование нитей, имеющих линейную плотность 5-120 текс, обеспечивает необходимую толщину, прочность на разрыв и раздирание, удлинение при разрыве, износостойкость, жесткость, коэффициент тангенциального сопротивления. Снижение линейной плотности ниже 5 текс ухудшает физико-химические характеристики. Использование нитей выше величины 120 текс увеличивает толщину ткани, ее вес, повышает жесткость, снижая тем самым эргономические характеристики теплозащитного и теплоотражательного костюма.

Использование комплексных нитей и/или однородных и/или неоднородных крученых нитей и/или их сочетаний на основе термостойких полимеров повышает прочность на разрыв и раздирание, износостойкость и снижает коэффициент тангенциального сопротивления.

Использование нитей, состоящих из смесок, содержащих природные, искусственные, синтетические волокна, термостойкие волокна или их сочетания улучшает эргономические показатели костюма в целом.

Дополнительное содержание синтетических нитей, состоящих из нетермостойких полимеров, в небольших количествах снижает себестоимость тканей без существенного ухудшения основных эксплуатационных характеристик.

Ткань вырабатывали из термостойких комплексных нитей: СВМ, Вниивлон, армос, терлон, фенилон, аримид, оксалон, лола, тулен, тогилен и др., аналогичных по сырьевому составу волокнообразующих полимеров, а также из и/или однородных и/или неоднородных крученых нитей на основе комплексных нитей и/или их сочетаний, и/или из нитей, состоящих из смесок, содержащих хлопковые, шерстяные, вискозные, нитроновые, полиэфирные, капроновые волокна, волокна из термостойких полимеров, аналогичные по сырьевому составу комплексным нитям или их сочетания. В ряде случаев в зависимости от степени воздействия экстремальных факторов при эксплуатации костюмов с целью удешевления ткани дополнительно вводили по основе и/или утку нити на основе нетермостойких полимеров, например, полиэфирные комплексные и/или текстурированные нити, лавсановую и/или вискозную, и/или капроновую, и/или хлопчатобумажную пряжу или др. , которые не приводили бы к существенному ухудшению защитных свойств. Ткани вырабатывали на механическом ткацком станке из нитей линейной плотности 5-120 текс с плотностью по основе и утку 10-58 н/см с коэффициентом уплотненности переплетения 0,24-1. Полученную таким образом суровую ткань в ряде случаев подвергали процессу отделки и специальной заключительной обработке для получения необходимой опорной поверхности. Далее на специальном оборудовании наносили металлизированное покрытие с лицевой или изнаночной стороны подложки в зависимости от того, какую сторону ткани-подложки принимали за лицевую, исходя из качества опорной поверхности для нанесения связующего и проведения металлизации ткани с лицевой стороны.

Далее представлены некоторые основные наиболее типичные примеры выполнения металлизированных тканей.

Пример 1. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе и утку 32 н/см, с коэффициентом уплотненности переплетения 0,75, переплетения саржа 1/2, выработанный на основе комплексных нитей аримид линейной плотности 11,2 текс или из других видов полиимидных комплексных нитей линейной плотности 11,1 текс.

Пример 2. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 20 н/см, по утку 22 н/см, с коэффициентом уплотненности переплетения 0,54, переплетения рогожка 2/2, выработанный на основе комплексных нитей фенилон линейной плотности 29,4 текс. Ткань может дополнительно содержать по основе и/или по утку аримидно-терлоновую пряжу.

Пример 3. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 18 н/см, по утку 16 н/см, с коэффициентом уплотненности переплетения 1 полотняного переплетения, выработанных из однородных крученых нитей, состоящих из комплексных нитей аримид C 29,4 текс в два сложения по основе и комплексных нитей аримид Cч 29,4 текс в два сложения или 11,1 текс в четыре сложения. Ткань может дополнительно содержать по утку фенилоновую пряжу и/или аримидную пряжу, и/или терлоновую пряжу, и/или пряжу, состоящую из смесок шерстяных и аримидных волокон линейных плотностей 29,4 текс • 2 - 35,5 текс • 2.

Пример 4. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 22 н/см, по утку 19 н/см, переплетения саржа 1/2, с коэффициентом уплотненности переплетения 0,75, выработанный из неоднородных крученых нитей на основе комплексных нитей СВМ линейной плотности 14,3 текс и комплексных нитей фенилон линейной плотности 29,4 текс. Ткань может дополнительно содержать по утку полиэфирные комплексные нити линейной плотности 29,4 текс • 2 и/или текстурированные полиэфирные нити линейной плотности 33,3 текс • 2.

Пример 5. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 21 нм/см, по утку 24 н/см, с коэффициентом уплотненности переплетения 0,24, переплетения рогожка 4/4, выработанных по основе из неоднородных комплексных нитей, состоящих из комплексных нитей оксалон и тулен линейных плотностей 29,4 текс и аримид и армос линейных плотностей 29,4 текс, по утку из неоднородных комплексных нитей фенилон и терлон линейной плотности 29,4 текс и/или терлоновой пряжи линейной плотности 25-70 текс.

Пример 6. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 18 н/см, по утку 16 н/см, с коэффициентом уплотненности переплетения 1 полотняного переплетения, выработанный по основе из однородных крученых нитей, состоящих из комплексных нитей в два сложения аримид линейной плотности 29,4 текс • 2, по утку из аримидной и/или терлоновой пряжи линейной плотности 25 текс • 2 - 76 текс.

Пример 7. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 22 н/см, по утку 19 н/см, переплетения саржа 1/2, с коэффициентом уплотненности переплетения 0,75, выработанный из крученых неоднородных нитей по основе и утку, состоящих из комплексных нитей СВМ линейной плотности 14,3 текс и фенилон 29,4 текс.

Пример 8. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 21 н/см, по утку 15 н/см, полотняного переплетения, с коэффициентом уплотненности переплетения 1, выработанный из неоднородных крученых нитей, состоящих из комплексных нитей СВМ линейной плотности 29,4 текс и аримид 29,4 текс.

Пример 9. Экспериментальный образец металлизированной ткани с плотностью по основе 20 н/см, по утку 22 н/см, переплетения саржа 3/1, с коэффициентом уплотненности переплетения 0,56, выработанный из комплексных нитей терлон 58,8 текс, фенилон 58,8 текс по основе и огнезащищенной вискозной пряжи линейной плотности 29,4 текс • 2 в сочетании с аримидными комплексными нитями 29,4 текс • 2 и фенилоно-тогиленовой пряжей линейной плотности 25 текс • 2.

На основании проведенных исследований получены следующие результаты: прочность на разрыв выросла в среднем в 2,5-4 раза, прочность на раздирание выросла в 2,5-4,5 раза, изгибоустойчивость увеличилась в 1,5-3 раза, износостойкость - в 1,5-2,5 раза, удлинение при разрыве снизилось в 1,5-3,5 раза, жесткость снизилась в среднем в 1,5 раза, а коэффициент тангенциального сопротивления снизился в 1,5-2,5 раза по сравнению с ближайшим аналогом.

Проведение испытаний теплозащитных и теплоотражательных костюмов с использованием для верха предлагаемой металлизированной ткани показало, что данный комплект, предназначенный для защиты работников аварийной службы газоконденсатных месторождений, соответствует условиям труда при выполнении аварийных работ военизированных служб. Комплект полностью герметичен по газу. Комплекты могут быть использованы при аварийно-спасательных работах в сероводородсодержащей газоопасной среде и при наличии горящего газового фонтана. Таким образом, использование в верхнем слое предлагаемой металлизированной ткани позволяет существенно повысить эксплуатационную надежность теплозащитного и теплоотражательного костюма, улучшить условия труда, повысить его безопасность и производительность в среднем в 3-4 раза. Комплект после 15 дней работы пригоден для дальнейшей эксплуатации.

Использование: в тканях для верха теплозащитного и теплоотражательного костюма для работников противопожарной службы в газовой, нефтяной промышленности, для работников народного хозяйства, подвергающихся на производстве воздействию экстремальных факторов, таких как огонь, интенсивное термическое воздействие, инфракрасное излучение. Сущность: ткань содержит синтетические основные и уточные нити на основе термостойких полимеров и имеет на лицевой стороне металлизированное покрытие. Плотность ткани по основе и утку составляет 10-58 н/см, коэффициент уплотненности переплетения равен 0,24-1. Основные и уточные нити имеют линейную плотность 5-120 текс и представляют собой комплексные нити и/или однородные и/или неоднородные крученые нити и/или их сочетания и/или нити, состоящие из смесок, содержащих природные, искусственные, синтетические волокна, термостойкие волокна или их сочетания. Ткань дополнительно содержит нити, состоящие из нетермостойких полимеров. Изобретение позволяет повысить прочность на разрыв, раздирание, изгибоустойчивость, износостойкость, снизить удлинение при разрыве, жесткость и коэффициент тангенциального сопротивления. 1 з.п. ф-лы.

1. Металлизированная ткань, содержащая синтетические основные и уточные нити на основе термостойких полимеров и имеющая на лицевой стороне металлизированное покрытие, отличающаяся тем, что плотность ткани по основе и утку составляет 10 58 н./см, коэффициент уплотненности переплетения равен 0,24 1,0, при этом основные и уточные нити имеют линейную плотность 5 120 текс и представляют собой комплексные нити, и/или однородные, и/или неоднородные крученые нити, и/или их сочетания, и/или нити, состоящие из смесок, содержащих природные, искусственные, синтетические волокна, термостойкие волокна или их сочетания. 2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит нити, состоящие из нетермостойких полимеров.