НЕОДНОРОДНАЯ ШВЕЙНАЯ НИТКА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК D02G3/26 D02G1/02 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к термо-огнестойким химическим неоднородным швейным ниткам линейной плотности 115-130 текс, которые могут использоваться, для пошива изделий, эксплуатирующихся в условиях опасных для жизни, в частности защитной одежде спасателей, пожарных, сварщиков, металлургов, нефтяников, военное обмундирование и т.п. Это позволяет значительно расширить ассортиментную группу термоогнестойких ниток, обеспечивающих потребительские свойства защитной одежды.

Известны швейные полиэфирные нитки линейной плотностью от 22-200 текс (А.с. СССР №2043433, опубл. 10.09.1995) и синтетические швейные нитки линейной плотность от 30-300 текс (А.с. СССР №1723213, опубл. 30.03.1992).

Недостатком данных швейных ниток является низкий кислородный индекс и низкая термоогнестойкость, которая не позволяет использовать их для пошива специзделий, эксплуатирующихся при высоких температурах.

Известны термостойкие швейные нитки, состоящие на 100% из параарамидных комплексных нитей. Структура ниток 58,8 текс×1×2 коричневого цвета (ТУ 8147-018-40551336-2009 «Нити швейные арамидные (термостойкие))» и швейные нитки, состоящие на 100% из полиоксадиазольных комплексных нитей (ТУ РБ 00204056.041-97 «Нить швейная арселоновая»). Структура нитки 29,4 текс×2×2.

Нити Русар (ТУ 8147-018-40551336-2009): вследствие высокого модуля упругости жесткие, имеют малое удлинение при разрыве. К тому же повышенная неравновесность нитки более 4 витков на метр затрудняет ее использование в различных областях техники, в том числе и при пошиве изделий специального назначения. Арселоновые нити (ТУ РБ 00204056.041-97): вследствие недостаточной прочности применяются для пошива тканей и изделий только того же состава.

Известна огнетермостойкая нитка и способ ее получения на прядильно-крутильной машине (С.С.Алахов, С.С.Медвецкий, А.Г.Коган. Новая технология получения огнетермостойких нитей//Текстильная промышленность, №7-8, 2005 г.).

Огнетермостойкая нитка состоит из двух составляющих: арселоновой пряжи и комплексной нити Русар. Огнетермостойкая нить Русар линейной плотностью 29,4 текс с исходной круткой в пределах 90-110 кр./м, а арселоновая пряжа линейной плотностью 25,0 текс с исходной круткой в пределах 500-600 кр./м.

Недостатком огнетермостойкой нитки является незначительная штопорная структура в связи с различием по линейной плотности и способом получения, которая приводит к снижению разрывной нагрузки на 10-15% и снижению удлинения при разрыве на 15-20%.

Способ получения огнетермостойкой нитки ((С.С.Алахов, С.С.Медвецкий, А.Г.Коган. Новая технология получения огнетермостойких нитей//Текстильная промышленность, №7-8, 2005 г.), согласно которому под переднюю пару вытяжного прибора заправляется комплексная нить Русар линейной плотностью 29,4 текс, а на полое веретено прядильно-крутильной машины устанавливался початок с арселоновой пряжей линейной плотностью 25 текс, полученной на кольцевой прядильной машине, а соотношение крутки исходных нитей, крутки стренг и крутки готовой нитки при получении огнетермостойкой нитки находится в пределах 0,9÷1,1 - 5,0÷6,0; 3,4÷3,7; 3,4÷3,7.

Недостатком данного способа получения огнетермостойких нитей на прядильно-крутильной машине является невозможность выработки равновесной швейной нитки, так как отсутствуют пути изменения крутки второго компонента (выпрядаемой стренги), крутка ее всегда равна крутке суммарного компонента. Это объясняется тем, что выпрядаемый компонент поступает в зону кручения в виде мычки, т.е. всегда с нулевой исходной круткой. После кручения крутка выпрядаемой стренги равна крутке суммарного компонента. Этот способ применяется при изготовлении крученой нити только в два сложения, а при большем числе сложений кручений осуществляется в несколько стадий, что препятствует увеличению производительности машины.

Техническим результатом изобретения является создание неоднородной комбинированной швейной нитки классической структуры, с высокой термо-огнестойкостью, с улучшенными прочностными характеристиками, равновесной структуры и приемлемой ценой для потребителя.

Поставленная задача достигается тем, что швейная нитка содержит не менее двух скрученных комбинированных нитей стренг, состоящих из комплексной параарамидной нити - Русар с температурой разложения свыше 500°С, с разрывным удлинением 2,5-5,0% и прочностью 140-250 сН/текс, и полиоксадиазольной комплексной нити - Арселон с температурой разложения свыше 300°С, с разрывным удлинением 5,0-10,0% и прочностью 30-50 сН/текс; тем, что исходные нити имеют первоначальную крутку 80-120 кр/м, с линейной плотностью 29,0-30,0 текс, при этом неравновесность готовых швейных ниток не более 2 витков/м.

Структура заявляемой нитки приведена на фиг.1, на фиг.2 изображено поперечное сечение готовой швейной нитки, где

1 - внешний вид готовой швейной нитки;

2 - стренга, состоящая из двух комплексных нитей;

3 - параарамидная нить;

4 - полиоксадиазольная нить.

Термоогнестойкая швейная нитка отличается тем, что с целью повышения прочности, термоогнестойкости, равновесности в качестве компонентов используются крученые параарамидные и полиоксадиазольные комплексные нити (табл.1) как наиболее перспективное сочетание для производства швейных ниток специального назначения; тем, что в качестве второго компонента используется распространенные арселоновые нити.

Новизной заявляемой швейной нитки, представленной на фиг.1, 2 является сочетание термостойкой параарамидной комплексной нити с термоогнестойкой арселоновой комплексной нитью, что не нашло совместного сочетания (применения) в крученом виде в различных изделиях технического текстиля, не выявлено в других технических решениях при изучении данной и смежных областях и не следует явным образом из уровня техники, поэтому является новым и соответствует изобретательскому уровню.

Заявляемые термоогнестойкие швейные нитки (табл.2, 3) были выработаны с использованием предлагаемого способа на отечественном оборудовании в производственных условиях МГТУ им. А.Н.Косыгина (г.Москва).

Заявляемые термоогнестойкие швейные нитки имеют разрывную нагрузку в пределах 168,0-180,0 Н, удлинение при разрыве в пределах 4,70-5,50%, неравновесность, не превышающую 2 витков/м, жесткость в пределах 30-40 усл.ед.

Заявляемые нитки под воздействием пламени и температуры 350-400°С в течение одной минуты сохраняли разрывную нагрузку свыше 75%. При температуре 420-460°С разрывная нагрузка составляла 45-60% от исходной.

Техническим результатом заявляемого способа получения является устранение вышеуказанных недостатков за счет иного сочетания компонентов, за счет равномерного распределения компонентов относительно друг друга и тщательного подбора соотношения круток при выработке готовых швейных ниток на тростильно-крутильных машинах.

В способе получения термоогнестойкой швейной нитки формируют не менее двух комбинированных нитей стренг путем подачи компонентов в виде комплексных нитей и формирования готовой швейной нитки путем подачи не менее двух стренг под натяжением, их трощении и кручении с помощью кольцекрутильного оборудования, причем при формировании готовой швейной нитки подачу стренг осуществляют при натяжении от 0,3 до 0,6 сН/текс и отношение второй крутки к крутке исходных нитей составляет от 1,9 до 3, при этом неравновесность готовой швейной нитки не более 2 витков/м.

В способе получения термоогнестойкой швейной нитки формируют не менее двух комбинированных нитей стренг путем подачи компонентов в виде комплексных нитей, причем стренга имеет крутку, противоположную направлению крутки исходных нитей. При этом стренга вырабатывалась из 2-х нитей различных полимеров с высоким кислородным индексом, имеющим исходную крутку в диапазоне 80-120 кр./м (ТУ РБ 00204056.056-97 «Нить химическая оксалоновая (Арселоновая)», ТУ 2272-010-51605609-2005 «Нить арамидная техническая»), а отношение первой крутки к крутке исходных нитей находится в пределах 3,5-5,0 (табл.2). Для сохранения связанности структуры швейных ниток стренг из нитей высоких линейных плотностей необходима большая степень закручивания. Предлагаемая величина критической крутки, подтвержденная экспериментальными данными, обеспечивает необходимую степень закручивания ниток различных линейных плотностей и равновесность ниток после уравновешивания второй круткой.

Величина первой крутки оказывает влияние на физико-механические (равновесность, прочность) и визуальные (внешний вид, объемность) свойства готовой нитки; в первую очередь, величину крутки выбирают в зависимости от линейной плотности используемых компонентов и назначения комбинированной нитки. Повышение крутки свыше критической привело бы к чрезмерной потере прочности готовой нитки. Кроме того, увеличение крутки и уменьшение шага витка привело бы к увеличению жесткости готовой нитки, повышению неравновесности и ухудшению внешнего вида готовой нитки (объемности). Уменьшение числа кручения не целесообразно ввиду отсутствия получаемого эффекта, указанного в техническом результате.

В способе получения термоогнестойкой швейной нитки формирование готовой швейной нитки осуществляется путем подачи не менее двух стренг под натяжением от 0,3 до 0,6 сН/текс (табл.2). Использование натяжения стренги при трощении и втором кручении ниже 0,3 сН/текс приводит к рыхлой структуре швейной нитки, а увеличение натяжения более 0,6 сН/текс к перенапряжению нитей и потере прочности. При этом стренга скручена в одном направлении, а швейная нитка, состоящая из не менее двух стренг, в противоположном направлении, а отношение крутки готовой швейной нити к крутке исходных ниток находится в пределах 1,9-3,0 (табл.2).

В способе получения термоогнестойкой швейной нитки неравновесность готовой неоднородной швейной нитки составляет не более 2 витков/м, достигается за счет тщательного подбора соотношения крутки стренги и окончательной крутки готовых ниток, для достижения уравновешенности. В основном уравновешенность швейных ниток достигается соотношением круток: круткой исходных нитей, круткой стренг и круткой готовых ниток в пределах 0,8÷1,2; 4,0÷4,2; 2,25÷2,40.

Новизной заявляемого способа получения термоогнестойких швейных ниток является сочетание параметров двух нитей различных полимеров с высоким кислородным индексом, имеющим исходную крутку.

Предложенный способ получения крученой комбинированной швейной нитки обеспечивает равномерное распределение компонентов по поперечному сечению готовых нитей.

Благодаря использованию нитей Русар с температурой разложения свыше 500°С и арселоновой нити с температурой разложения свыше 300°С обеспечивается высокая устойчивость пошивного шва в технических изделиях к тепло-, огне- и физико-механическим воздействиям.

При высоком нагреве ниток во время эксплуатации (так называемая термообработка - металлургов, сварщиков (не резкое возрастание температуры)) увеличиваются прочностные показатели арселоновой нитки. При резком скачке температуры (чрезвычайных ситуациях) происходит обугливание арселона, которое не приводит к ожогам. Обладая высокой стойкостью к действию тепла и огня, швейные нитки не являются плавящимся материалом. Для лиц, которые могут оказаться в опасной зоне, швейные нитки не вносят в их защитную одежду термопластичные элементы и не создают ситуаций, способных привести к дополнительным ожогам расплавленной массой.

Данное изобретение позволяет получить швейные нитки высокого качества как по физико-механическим, так и пошивным свойствам при доступной цене, без использования термофиксации и препарирующих составов. Параарамидный компонент придает комбинированной нитке повышенную разрывную нагрузку и стойкость к многократным деформациям, а полиоксадиазольный компонент - повышенную термоогнестойкость и увеличение гигроскопичности, что в свою очередь улучшает физико-механические свойства и снижает себестоимость комбинированной швейной нитки в процессе производства.

Таблица 1 Наименование показателей Исходные нити Комплексная нить Арселон Комплексная нить Русар Вар.1 Вар.2 Вар.3 Вар.1* Вар.2* Вар.3* Прочность, сН/текс 30 34 46 178 214 241 Разрывное удлинение, % 5,1 5,4 6,2 2,6 3,3 3,8 Линейная плотность, текс 29,0 29,2 28,8 29,4 29,8 29,5 Крутка, кр./м 79 85 94 103 100 117

Таблица 2 Наименование показателей К₀ кр./м К₁ кр./м К₂, кр./м K₁/K₀ К₂/К₀ Натяжение стренг, сН/текс Н, витков/м Вар.1-1* 79; 103 404 235 4,0-5,1 2,2-3,0 0,32 1,2 Bap.2-2* 85;100 410 237 4,1-4,8 2,3-2,8 0,57 1,5 Вар.3-3* 94;117 415 230 3,5-4,4 1,9-2,5 0,40 0,9 Вар.2-1* 85;103 417 227 4,1-4,9 2,2-2,7 0,30 1,0 Вар.3-2* 94; 100 402 237 4,0-4,3 2,3-2,5 0,51 1,8

Таблица 3 Наименование показателей Разрывная нагрузка, Н Удлинение при разрыве, % Неравновесность, витков/м Вар.1-1* 169,0 4,8 1,2 Bap.2-2* 175,5 5,3 1,5 Вар.3-3* 182,0 5,4 0,9 Вар.2-1* 177,0 5,3 1,0 Вар.3-2* 172,0 5,0 1,8

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к термоогнестойким химическим неоднородным швейным ниткам линейной плотности 115-130 текс и способу их изготовления. Предложенная швейная нитка содержит не менее двух скрученных комбинированных нитей стренг, состоящих из комплексной параарамидной нити - Русар с температурой разложения свыше 500°С, с разрывным удлинением 2,5-5,0% и прочностью 140-250 сН/текс, и полиоксадиазольной комплексной нити - Арселон с температурой разложения свыше 300°С, с разрывным удлинением 5,0-10,0% и прочностью 30-50 сН/текс, с линейной плотностью 29,0-30,0 текс, при этом неравновесность готовых швейных ниток не более 2 витков/м. Способ получения заявленной нитки включает формирование не менее двух комбинированных нитей стренг, их трощение и скручивание в крученую нить. Изобретение обеспечивает получение швейных ниток высокого качества как по физико-механическим, так и пошивным свойствам при доступной цене, без использования термофиксации и препарирующих составов. 2 н. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.

1. Термоогнестойкая швейная нитка, содержащая не менее двух скрученных комбинированных нитей стренг, состоящих из комплексной параарамидной нити - Русар с температурой разложения свыше 500°С, с разрывным удлинением 2,5-5,0% и прочностью 140-250 сН/текс, и полиоксадиазольной комплексной нити - Арселон с температурой разложения свыше 300°С, с разрывным удлинением 5,0-10,0% и прочностью 30-50 сН/текс, с линейной плотностью 29,0-30,0 текс, при этом неравновесность готовых швейных ниток не более 2 витков/м.

2. Термоогнестойкая швейная нитка по п.1, отличающаяся тем, что исходные комплексные нити имеют крутку 80-120 кр/м.

3. Способ получения термоогнестойкой швейной нитки, согласно которому формируют не менее двух комбинированных нитей стренг путем подачи компонентов в виде комплексных нитей и формировании готовой швейной нитки путем подачи не менее двух стренг под натяжением, их трощении и кручении с помощью кольцекрутильного оборудования, отличающийся тем, что при формировании готовой швейной нитки подачу стренг осуществляют при натяжении от 0,3 до 0,6 сН/текс и отношение второй крутки к крутке исходных нитей составляет от 1,9 до 3, при этом неравновесность готовой швейной нитки не более 2 витков/м.