НИТЬ, ТКАНЬ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК D02G3/32 

Изобретение относится к нити из экструдированного и сшитого после экструзии силиконового каучука, а также к ткани с нитями основы и/или уточными нитями и покрытием из сшитого силиконового каучука, причем нить или покрытие содержит фракцию фторкаучука. Изобретение относится также к способу получения таких нитей и тканей.

Такие нити и ткани используются в материалах для выравнивания давления (так называемые прижимные подушки) в гидравлических одно– и многоэтажных обогреваемых прессах при кашировании древесно–стружечных плит декоративной бумагой, пропитанной термореактивной смолой, или при изготовлении ламинатов высокого давления.

Прижимные подушки в обогреваемых прессах испытывают длительное воздействие высоких температур, а также химическую нагрузку, вызванную действием масел, возникающую из–за утечки масла из установки. Другим видом химической нагрузки является действие пара, например, формальдегида, который выделяется из материалов плиты и смолы. Это приводит к преждевременному износу матов, что сильно снижает способность после деформации возвращаться в исходное состояние. Так как вулканизованные силиконовые каучуки и их сополимеры часто имеют липкие поверхности, нити после экструзии необходимо обрабатывать тальком, силиконовыми маслами или другими добавками, чтобы они не склеивались в процессе намотки и чтобы в дальнейшем процессе выработки ткани не происходило возмущений скорости разматывания. Фторкаучук (FKM) и фторсиликоновый каучук (MFQ/FVMQ) имеют лучшую термостойкость и химическую стойкость по сравнению с силиконовомым каучуком (MVQ/VMQ).

В DE 20008249 U1 описана прижимная подушка с нитью вышеуказанного типа и предлагается, наряду с прочим, получать нить из эластомерной смеси, приготавливая перед сшивкой смесь обычного силиконового каучука с фторсиликоновым каучуком. Доля фторкаучука на поверхности нити является слишком низкой, чтобы обеспечить достаточную защиту от указанных химикатов.

На фоне изобретения, в EP 1300235 A1 для получения прижимной подушки предлагается покрывать ткань из металлических теплопроводящих нитей силиконовым каучуком и затем сшивать покрытие. В DE 2319593 A1 описывается другая прижимная подушка с металлической тканью, введенной в силиконовый эластомер. Из EP 0735949 A1 известна прижимная подушка с тканью нитей силиконового эластомера и металлических нитей.

Задачей изобретения является улучшение термической и химической стойкости.

В отличие от известных нитей, в изобретении предлагается, чтобы нить содержала фракцию фторкаучука только на поверхности. В результате концентрирования фторкаучуковой фракции на поверхности нити ее термическая и химическая стойкость заметно повышается.

Предпочтительно, ткань согласно изобретению содержит такие нити в качестве нитей основы и/или уточных нитей. Ткань с нитями из силиконового эластомера в данной области техники известна.

Исходя из известной ткани, в соответствии с изобретением альтернативно предлагается, чтобы покрытие содержало фракцию фторкаучука только на поверхности. Здесь также в результате концентрирования фракции фторкаучука у поверхности покрытия его термическая и химическая стойкость заметно улучшается.

Предпочтительно, нити основы и/или уточные нити ткани согласно изобретению состоят из металла. В таком случае нити основы и/или уточные нити имеют заметно повышенную механическую прочность. Более предпочтителен металл, скрученный в жгут. В этом случае нити основы и/или уточные нити имеют по сравнению с одножильной проволокой равного сечения более высокую прочность при растяжении и одновременно более высокую эластичность при изгибе. Более предпочтительно, металл является медью. При этом нити основы и/или уточные нити имеют более высокую теплопроводность по сравнению с другими металлами.

Согласно изобретению, гидравлический пресс предпочтительно работает с прижимной подушкой из такой ткани. Прижимная подушка и работа гидравлических прессов с тканями из или с силиконовым эластомером в данной области известны.

Исходя из известного способа получения нити или ткани с покрытием, в соответствии с изобретением предлагается, чтобы фторкаучуковая фракция была получена только в результате поверхностного фторирования сшитых нитей или покрытия фторирующим газом. Способ по изобретению приводит к вышеописанным нитям или тканям согласно изобретению и характеризуется указанными для них преимуществами.

Предпочтительно, нити основы и/или уточные нити в способе по изобретению сначала покрывают силиконовым каучуком, а затем ткут с получением ткани. Эта последовательность известна, например, из DE 20008249 U1.

Более предпочтительно, в одном таком способе согласно изобретению силиконовый каучук перед выработкой ткани сшивают и фторируют. Сшивка перед выработкой ткани также известна, например, из DE 20008249 U1. В результате фторирования снижается поверхностное натяжение силиконового эластомера (то есть силиконового каучука после сшивки). Способность к перемотке нити в ткацком станке улучшается настолько существенно, что ткань при работе имеет пониженное истирание эластомерных нитей.

Альтернативно, в одном способе согласно изобретению нити основы и/или уточные нити сначала предпочтительно ткут с получением ткани, и ткань покрывают силиконовым каучуком. Эта последовательность известна, например, из EP 1300235 A1.

В одном способе согласно изобретению фторирующий газ предпочтительно состоит на по меньшей мере 0,5 об.% из газообразного фтора или фторирующего агента и на по меньшей мере 50 об.% из инертного газа. Более предпочтительно, фторирующий газ содержит 10 об.% газообразного фтора или фторирующего агента.

Далее изобретение поясняется на одном примере осуществления. Нить 1 согласно изобретению сначала непрерывного экструдируют с толщиной 1,5 мм из несшитого силиконового каучука со стержневой нитью из многожильных медных нитей и в следующей за экструдером зоне нагрева сшивают с получением силиконового эластомера. На фигуре схематически показано устройство 2 для дальнейшего приготовления нити 1 согласно изобретению после экструзии и сшивки. Нить 1 проходит через первую шлюзовую систему 3 в камеру обработки 4. В роликовой системе 5 с поднимающимися и опускающимися роликами 6 число роликов 6 и расстояние между ними задают продолжительность воздействия фторирующего газа примерно две минуты.

Устройство 2 обрабатывается газом, поступающим через вентиль 7 для впуска инертного газа, вентиль 8 для впуска фторирующей газовой смеси и вентиль 9 для впуска воздуха. Количество введенной газовой смеси измеряется дозатором 10. Следующий вентиль 11 управляет вытяжной линией 12, а последний вентиль 13 направляет отработанный газ на абсорбер 14 для разделения фтористого водорода и фторсодержащей газовой смеси.

Фторированная нить 1 покидает устройство 2 через вторую шлюзовую систему 15 и затем направляется на непоказанную секцию намотки. Шлюзовые системы 3, 15 предотвращают утечку непоказанного фторирующего газа из камеры обработки 4.

После выхода из зоны нагрева нить 1 еще имеет температуру от 50°C до 80°C, что благоприятствует фторированию. В альтернативном варианте осуществления камера обработки 4 может быть дополнительно оборудована нагревателем.

Камеру обработки 4 сначала продувают при атмосферном давлении и комнатной температуре инертным газом (азот, аргон, неон, гелий или другой газ из ряда инертных газов) и освобождают от воздуха, затем вводят фторирующий газ, состоящий из 10 об.% газообразного фтора (F₂) и 90 об.% азота (N₂). В альтернативном варианте осуществления фторирующий газ вместо молекулярного фтора может состоять из фторида галогена или инертного газа.

Дозатор 10 контролирует наполнение камеры обработки 4, вентиль к абсорберу закрыт. Так как процесс протекает в непрерывном режиме, необходима подрегулировка технологического газа.

Фторирование представляет собой химическую реакцию, а не нанесение покрытия. Поэтому глубина проникновения атомов фтора в поверхность силиконового эластомера соответствует молекулярному диапазону, т.е. нить или покрытие имеют лишь "поверхностную" фторкаучуковую фракцию. Основная цепь силиконового каучука состоит из чередующихся атомов кремния и кислорода и прикрепленных к ним углеводородных групп. В результате фторирования на поверхности в углеводородных группах атомы водорода заменяются атомами фтора. При этом образующийся фтористый водород (HF) подают на абсорбцию карбонатом кальция и превращают во фторид кальция (плавиковый шпат).

После фторирование эластомерные нити состоят из сополимеров полиметилсилоксана и фторсиликонового каучука. Из–за более высокой по сравнению с углеродом и водородом энергии связи углерода и фтора образующийся фторкаучук имеет заметно более высокую термическую и химическую стойкость.

Высокая эластичность силиконового эластомера сохраняется. Кроме того, фторированные поверхности содержат барьерный слой от неполярных веществ, одновременно предотвращается инфильтрация, диффузия и миграция, а также выход летучих компонентов из силиконового эластомера, что могло бы привести к неприятному запаху. В целом, наблюдается более длительный срок службы прижимных подушек при неизменном качестве материала.

Покрытие нити 1 имеет перед фторированием поверхностное натяжение 31 мН/м, а после фторирования 56 мН/м. Трение покоя/скольжения снижается наполовину с примерно 4,5 Н до 2 Н, сила трения о стекло снижается с примерно 10 Н до 0,8 Н. Таким образом, поверхность нити 1 согласно изобретению после фторирования больше не проявляет липкости. Использования добавок разделительного агента, в частности талька, перед намоткой нитей 1 на катушки не требуется, не возникает также загрязнений из–за отложений разделительного агента на деталях ткацких машин. В ткацком станке нить движется без простоя, особенно безупречно в направлении утка, трение покоя и скольжения, а также липкость заметно снижены по сравнению с известным уровнем техники или устранены. Кроме того, по существу предотвращается анаэробное старение из–за деполимеризации силиконового эластомера.

Нить 1 согласно изобретению и полученная из ткани согласно изобретению прижимная подушка имеют высокую стойкость к горячему пару, горячим нафтеновым и ароматическим маслам, бензину, алифатическим и ароматическим олефинам, кетонам, силиконовому маслу, хлористому водороду, кислотам и щелочам, а также имеют высокую стойкость при высоких температурах (> 130°C). Кроме того, они отличаются высокой гибкостью и способностью к восстановлению формы.

На чертеже:

1 нить 2 устройство 3 шлюзовая система 4 камера обработки 5 роликовая система 6 ролик 7 вентиль для инертного газа 8 вентиль для газообразного фтора/фторсодержащей газовой смеси 9 вентиль для воздуха 10 дозатор 11 вентиль для отходящего воздуха 12 вытяжная линия 13 вентиль для отходящего воздуха 14 абсорбер 15 шлюзовая система.

Описан способ получения нити (1) из экструдированного и сшитого после экструзии силиконового каучука, а также прижимная подушка гидравлического пресса из ткани с нитями, причем нить (1) содержит фракцию фторкаучука. Для улучшения термической и химической стойкости предлагается, чтобы фракция фторкаучука была получена только поверхностным фторированием сшитой нити (1) или покрытия фторирующим газом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Прижимная подушка гидравлического пресса из ткани с нитями основы и/или уточными нитями из экструдированного и сшитого после экструзии силиконового каучука с фракцией фторкаучука, отличающаяся тем, что нити основы и/или уточные нити содержат фторкаучуковую фракцию только на поверхности.

2. Способ получения нити (1), причем нить (1) непрерывно экструдируют из силиконового каучука и после экструзии сшивают, и нить содержит фракцию фторкаучука, отличающийся тем, что фракция фторкаучука получена непрерывным, лишь поверхностным фторированием сшитой нити (1) фторирующим газом.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что нить (1) при непрерывном фторировании направляют в роликовую систему (5), находящуюся в камере (4) обработки, причем нить (1) входит в камеру (4) обработки через первую шлюзовую систему (3) и выходит из камеры (4) обработки через вторую шлюзовую систему (15).

4. Способ получения ткани с нитями основы и уточными нитями, отличающийся тем, что ткут нити основы и/или уточные нити, состоящие из нитей, полученных способом по п. 2 или 3.

5. Способ по одному из пп. 2–4, отличающийся тем, что фторирующий газ содержит по меньшей мере 0,5 об.%, предпочтительно 10 об.% газообразного фтора или фторирующего агента и по меньшей мере 50 об.% инертного газа.