НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ С АНТИСТАТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Российский патент 2007 года по МПК B01D39/16 D04H13/00 

Изобретение относится к созданию нетканых материалов, которые используются в качестве наполнителей изоляционных материалов для очистки горячих, в том числе взрывоопасных газов с температурой до 220°С, и предназначен, преимущественно, для изготовления специальной одежды, используемой в пожаровзрывоопасных условиях нефтяной, газовой промышленностях. Изобретение может быть использовано также как фильтрующий материал, используемый при очистке горячих, взрывоопасных газов от вредных частиц, например отходящих и отсасывающих газов в металлообрабатывающем, лакокрасочном, в производстве удобрений, в металлургии.

Защита от статического электричества имеет очень большое значение, так как постоянно существует опасность того, что спецодежда рабочих в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, подвергающихся воздействию реакционноспособных газов, может дать искру и как результат этого - возникновение взрыва или пламени.

Проблема борьбы со скапливанием статического электричества в нетканых материалах в настоящее время решена различными путями. Широко известны способы обработки материалов с использованием антистатической пропитки или нанесение на волокна особого покрытия, например из серебра ("Текстиль XXI века", 2003 г., № 3, стр.31). Однако в таких материалах только уменьшается вероятность возникновения искры и они теряют свои антистатические характеристики после ряда стирок и химчисток и требуют дополнительных затрат для их восстановления.

Известны также материалы со встроенной в ее структуру антистатической нитью. Эта нить на основе полиамидного волокна, химически насыщенного электропроводимыми углеродными частицами, при этом углерод является частью структуры волокна («Текстильная промышленность», 2005 г., № 9, стр.40).

Однако наличие в объемной массе материала антистатических нитей или проводящих волокон не может снять полностью статическое электричество, так как функции проводящих волокон или нитей основаны на частичной нейтрализации статического напряжения с поверхности материала за счет индукции на них заряда и воздушной ионизации.

Кроме того, наличие электропроводящих волокон (нитей) приводит к повышению коэффициента теплопроводности, то есть к ухудшению теплозащитных свойств.

Известен нетканый фильтрующий материал для очистки горячих газов, включающий синтетические волокнистые слои с промежуточным каркасным полотном и металлические волокна, содержащиеся преимущественно в волокнистом слое, обращенном к потоку загрязненного газа. Синтетические волокнистые слои, каркасное полотно и металлические волокна скреплены между собой иглопрокалыванием (RU № 2101074 С1, В01D 30/00).

Наличие электропроводящих металлических волокон внутри синтетического волокнистого слоя и равномерного распределения их по всей массе волокнистого материала не обеспечивает искрогашение, так как происходит перераспределение свободных носителей заряда (электронов), тем самым могут создаваться дополнительные электростатические поля внутри синтетического волокнистого слоя, при этом суммарная напряженность полей может как уменьшаться в отдельных местах внутри слоя, так и увеличиваться, создавая опасность разряда.

Задачей изобретения является создание нетканого материала с антистатическими свойствами, обладающего высокими теплозащитными свойствами, за счет создания суммарной напряженности электростатического поля внутри материала, равным 0.

Поставленная задача решается за счет того, что в нетканом материале с антистатическими свойствами, включающем скрепленные между собой слои синтетического объемного волокна-наполнителя и каркасного полипропиленового полотна, а также электропроводящие включения, согласно изобретению слой каркасного полипропиленового полотна расположен с обеих наружных сторон слоя из синтетического объемного волокна-наполнителя, а скреплены они между собой посредством электропроводящих включений, выполненных в виде электропроводящих нитей, расположенных с обеих наружных сторон каркасного полипропиленового полотна симметрично относительно друг друга в виде клетки со стороной не более 15 см и переплетены между собой по толщине материала. Если строить клетки больше 15 см, то направленность электростатического поля предлагаемого материала и электростатического поля клетки могут быть отклонены, при этом уменьшается вероятность нейтрализации статического электричества внутри материала.

Согласно предпочтительному варианту исполнения, каркасное полипропиленовое полотно имеет плотность 17-25 г/м² и снабжено электропроводящим покрытием. Плотность 17-25 г/м² каркасного полотна обусловлена тем, что при плотности меньше 17 г/м² полотно будет очень тонким и не будет создавать каркас, а при плотности больше 25 г/м² полотно будет очень тяжелым и экономически невыгодным. Электропроводящая нить может быть углеродной нитью или металлизированной нитью.

Предложенный нетканый материал обладает высокими антистатическими свойствами, за счет того, что переплетенные между собой электропроводящие нити в виде клетки создают сетку с обеих сторон материала с узлами переплетения и в случае возникновения статического электричества внутри материала на электропроводящих нитях индуцируются заряды, создающие дополнительное электростатическое поле той же величины и противоположной направленности, при этом суммарная напряженность электростатического поля внутри материала равна 0. Возникновение разряда (искры) в таком материале исключено, так как стекание заряда и нейтрализация статического электричества происходит посредством узлов клеток.

На фиг.1 представлен нетканый материал с антистатическими свойствами; на фиг.2 схематически представлено поперечное сечение нетканого материала согласно изобретению.

Как показано на фиг.2 предлагаемый нетканый материал с антистатическими свойствами содержит слой 1 объемного синтетического волокна-наполнителя, с наружных обеих сторон которого расположено каркасное полипропиленовое полотно. Слои 1 и 2 скреплены между собой посредством электропроводящих нитей 3, расположенных с обеих наружных сторон каркасного слоя 2, симметрично относительно друг друга в виде клеток 4 (фиг.1) со стороной не более 15 см и переплетены между собой по толщине материала, образуя узлы 5 переплетения. Каркасныйслой полипропиленового полотна 2 имеет поверхностную плотность17-25 г/м² и аллюминирован. Электропроводящая нить 3 может быть выполненаиз углеродных нитей илиметаллизированной нити.

Слои 1 и 2 простегиваются на многоигольчатой челночной стегальной машине электропроводящими нитями 3. Электропроводящие нити 3 с обеих сторон образуют симметричные клетки, переплетенные между собой по толщине материала с узлами 5.

В случае возникновения электростатического поля в предлагаемом материале при его использовании (фиг.2), по обеим сторонам материала в клетках индуцируются заряды, создающие дополнительное электростатическое поле такой же величины и противоположной направленности, при этом суммарная напряженность электростатического поля внутри материала равно 0.

Таким образом, возникновение разряда (искры) в материале невозможно.

Нетканый материал с антистатическими свойствами включает скрепленные между собой электропроводящими нитями слой 1 синтетического объемного волокна-наполнителя и каркасное полипропиленовое полотно 2, расположенное с обеих наружных сторон слоя 1 объемного волокна-наполнителя. Электропроводящие нити 3 расположены с обеих наружных сторон каркасного полипропиленового полотна 2 симметрично относительно друг друга и в виде клеток 4 со стороной не более 15 см, и которые переплетены между собой по толщине материала. Материал обладает высокими теплозащитными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Нетканый материал с антистатическими свойствами, включающий скрепленные между собой слои синтетического объемного волокна-наполнителя и каркасного полипропиленового полотна, а также электропроводящего включения, отличающийся тем, что слой каркасного полипропиленового полотна расположен с обеих наружных сторон слоя из синтетического объемного волокна-наполнителя, а скреплены все слои между собой посредством электропроводящих включений, выполненных в виде электропроводящих нитей, расположенных с обеих наружных сторон каркасного полипропиленового полотна симметрично относительно друг друга и в виде клеток со стороной не более 15 см, которые переплетены между собой по толщине материала.2. Нетканый материал по п.1, отличающийся тем, что каркасное полипропиленовое полотно имеет плотность 17-25 г/м² и снабжено электропроводящим покрытием.3. Нетканый материал по п.1, отличающийся тем, что электропроводящая нить может быть углеродной нитью или металлизированной нитью.