ТЕРМОСТОЙКАЯ ТКАНЬ Российский патент 1998 года по МПК D03D15/12 D03D15/00 D03D11/00 

Изобретение относится к текстильному производству, а именно к термостойким тканям, предназначенным для изготовления одежды и спецснаряжения, преимущественно для изготовления поясов для пожарных, а также предохранительных поясов для строителей.

В настоящее время активно разрабатываются термостойкие ткани, которые выдерживают воздействие высоких температур и открытого пламени и при этом обладают рядом других свойств, требуемых в зависимости от функционального назначения изготавливаемых из ткани изделий.

Известна термостойкая защитная ткань (патент РФ N 2019594, кл. D 03 D 15/00, 1994). Ткань содержит термостойкие основные нити, переплетенные с нетермостойкими уточными нитями, при этом уточные нити представляют собой пряжу из натуральных или искусственных, или синтетических волокон, или их смесей, соотношение линейных плотностей основных и уточных нитей находится в пределах 0,6 - 1,8, а поверхностное заполнение термостойкими нитями по лицевой стороне и нетермостойкими нитями по изнаночной стороне составляет 80 - 95 %.

Использование двух видов нитей обеспечивает термостойкость лицевой стороны ткани, а также гигиеничность ее изнаночной стороны, что позволяет использовать ее для изготовления огнеупорных специзделий, в частности спецодежды для сварщиков.

Однако ткань обладает недостаточно высокой прочностью и термостойкостью в широких температурных пределах, что может ограничить ее применение для изготовления спецснаряжения.

Известна термостойкая ткань (патент РФ N 1805 508, кл. D 03 D 15/12, 1993). Ткань образована переплетением основной и уточной пряжи, содержащей синтетические, натуральные и термостойкие волокна при следующем их соотношении, %: 3 - 25 нейлоновых, штапельных волокон, 30 - 89 хлопка и 8 - 50 термостойких волокон.

Использование пряжи из указанных трех видов волокон позволяет изготовить ткань, пригодную для пошива рабочей одежды, выносливой к жаре, а также к истиранию.

Однако наличие на лицевой стороне нетермостойких волокон, присутствующих в составе пряжи, снижает термозащитные свойства ткани из-за возможности их прогорания.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является термостойкая ткань (патент РФ N 2017871, кл. D 03 D 15/12, 1994), выполненная из термостойких и нетермостойких нитей, содержащая верхний слой, выполненный из термостойких нитей основы и утка полотняным переплетением, и соединенный с ним посредством перевязочных нитей нижний слой с преимущественным выходом нетермостойких нитей на наружную поверхность нижнего слоя.

Данная ткань обладает высокой термостойкостью за счет выполнения наружного слоя только из термостойких нитей и выбора виды переплетения, а также гигиеничностью за счет наличия в ткани натуральных нитей. Кроме того, наличие двух слоев, соединенных друг с другом термостойкими нитями, повышает прочность ткани.

Ткань применяется для изготовления средств индивидуальной защиты человека от огня.

Однако указанная ткань не обладает высокой прочностью, что может ограничить ее применение для изготовления некоторых видов спецснаряжения.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании термостойкой высокопрочной ткани, способной при этом выдерживать деформационные нагрузки.

Задача решается тем, что термостойкая ткань, выполненная из термостойких и нетермостойких нитей, содержащая верхний слой, выполненный из термостойких нитей основы и утка полотняным переплетением, и соединенный с ним посредством перевязочных нитей нижний слой с преимущественным выходом нетермостойких нитей на наружную поверхность нижнего слоя, согласно изобретению имеет по меньшей мере один внутренний слой, размещенный между верхним и нижним слоями и выполненный из основных нетермостойких нитей, представляющих собой искусственные волокна, преимущественно полиэфирные волокна, скрученные в шнуры. Термостойкие нити могут представлять собой нити, изготовленные из сверхвысокомодульного материала.

Выполнение ткани из двух видов нитей, в качестве которых использованы термостойкая нить и искусственные волокна, преимущественно полиэфирные волокна, обеспечивает достижение комплексных физико-механических свойств ткани.

Наличие нескольких слоев в ткани повышает ее прочность и термозащитные свойства.

Выполнение верхнего слоя ткани из термостойких нитей в основе и в утке препятствует проникновению тепла и огня к внутренним слоям ткани, при этом отсутствие выхода нетермостойких нитей на наружную поверхность верхнего слоя предотвращает возможность прогорания нитей наружного слоя ткани. Полотняный вид переплетения нитей верхнего наружного слоя обеспечивает их наименьшую взаимную подвижность, что увеличивает сопротивление, оказываемое наружным слоем, к проникновению огня во внутренние слои ткани. Перечисленные факторы увеличивают термостойкость ткани.

Использование в качестве нетермостойких нитей искусственных волокон, преимущественно полиэфирных волокон, позволяет добиться желаемых деформационных свойств ткани за счет эластичности указанных волокон.

При этом использование искусственных волокон, скрученных в шнуры, повышает прочность нетермостойких нитей, способность их к пластической деформации, препятствует расслаиванию нитей при деформации, а также улучшат технологичность изготовления ткани.

Преимущественный выход нетермостойких нитей на наружную поверхность нижнего слоя улучшает изгибные деформационные свойства ткани.

Наличие по меньшей мере одного внутреннего слоя, выполненного из основных нитей, в качестве которых использованы шнуры, скрученные из искусственных волокон, придает ткани такую структуру, которая обеспечивает ее высокую прочность и одновременно возможность растяжения и изгиба в требуемых пределах, то есть обеспечивает деформационную прочность. Кроме того, наличие дополнительного слоя (слоев) способствует увеличению термостойкости ткани, количество внутренних слоев выбирают, исходя из необходимости достижений требуемых механических свойств ткани с учетом ограничений, связанных с допускаемой массой одного погонного метра ткани.

Соединение верхнего и нижнего слоев посредством перевязочных нитей обеспечивает скрепление всех слоев ткани, при этом она приобретает монолитную структуру, что улучшает ее прочностные свойства.

Использование в качестве термостойкой нити сверхвысокомодульного материала (СВМ) обеспечивает наиболее высокие термостойкие и прочностные свойства ткани в широких температурных пределах.

Таким образом, выбранные вид нитей и структура ткани обеспечивают оптимальное сочетание ее прочностных, деформационных и термозащитных свойств, что делает ткань пригодной для изготовления спецснаряжения, в частности спасательных поясов и поясов для пожарных.

На чертеже представлена структура предлагаемой ткани.

Ткань выполнена многослойной. Верхний слой 1 выполнен из термостойких основных нитей 2 и термостойких уточных нитей 3 полотняным переплетением. В качестве термостойких нитей использованы, в частности, волокна СВМ. Кроме того, в качестве термостойких нитей могут быть использованы терлон, армос и другие виды нитей.

Нижний слой 4 выполнен из термостойких уточных нитей 3 и нетермостойких основных нитей 5 с преимущественным выходом на наружную поверхность слоя 4 нетермостойких нитей 5. В качестве нетермостойких нитей 5 использованы шнуры из скрученных искусственных волокон, в частности из полиэфирных волокон.

Между верхним слоем 1 и нижним слоем 4 размещены два внутренних слоя 6, образованные основными нетермостойкими нитями 5 (шнурами). Между нетермостойкими нитями 5 (шнурами) расположены термостойкие уточные нити 3.

Слои 1, 6, 4 ткани соединены друг с другом с помощью перевязочных нитей 7.

Были осуществлены эксплуатационные испытания ленты пояса спасательного, изготовленной из данной ткани.

Габаритные размеры ленты пояса составили:
ширина 80 ± 1 мм;
толщина 4 ± 0,2 мм;
длина (1200 - 1600) ± 20 мм;
масса 1 пог. м 180 ± 5 г.

Как показали испытания, лента пояса спасательного сохраняла свои эксплуатационные свойства в диапазоне температур от -40^oC до 180^oC в течение времени не менее 3 мин. При этом лента выдерживала статическую разрывную нагрузку не менее 2000 кг, а динамическую нагрузку энергией не менее 1,96 кДж, а также длительное нагружение не менее 700 кг при относительном удлинении ленты в пределах 6 %.

В процессе испытаний не наблюдалось структурных изменений ткани и разрыва нитей.

Термостойкая ткань предназначена для изготовления одежды и спецснаряжения, преимущественно поясов для пожарных и предохранительных поясов для строителей. Ткань выполнена из термостойких и нетермостойких нитей и содержит верхний слой, выполненный из термостойких нитей основы и утка полотняным переплетением, и нижний слой с преимущественным выходом нетермостойких нитей на его наружную поверхность. Слои соединены между собой посредством перевязочных нитей. По меньшей мере один внутренний слой ткани, размещенный между верхним и нижним слоями, выполнен из основных нетермостойких нитей, представляющих собой искусственные волокна, преимущественно полиэфирные волокна, скрученные в шнуры. Данная ткань является высокопрочной и способна выдерживать деформационные нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Термостойкая ткань, выполненная из термостойких и нетермостойких нитей, содержащая верхний слой, выполненный из термостойких нитей основы и утка полотняным переплетением и соединенный с ним посредством перевязочных нитей нижний слой с преимущественным выходом нетермостойких нитей на наружную поверхность нижнего слоя, отличающаяся тем, что имеет по меньшей мере один внутренний слой, размещенный между верхним и нижним слоями и выполненный из основных нетермостойких нитей, представляющих собой искусственные волокна, преимущественно полиэфирные волокна, скрученные в шнуры. 2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что термостойкие нити представляют собой нити, изготовленные из сверхвысокомодульного материала.