Термостойкая ткань Российский патент 2024 года по МПК D03D15/513 

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано для выработки ткани, обладающей тепло- и термозащитными свойствами и предназначенной для пошива специальной защитной одежды для металлургов, сварщиков, пожарных, обеспечивающей скатывание брызг металлов, а также спецрукавиц, антифрикционных и фильтровальных материалов для горячих газо-воздушных смесей.

В мировом уровне техники известны термостойкие (огнестойкие) ткани, для изготовления которых использованы волокна, состоящие из оксадиазольного полимера, содержащего оксадиазольные звенья.

В качестве волокон из полиоксадиазола использованы коммерчески доступные продукты, такие как Oxalon (зарегистрированная торговая марка), Arselon (зарегистрированная торговая марка), Arselon-C (зарегистрированная торговая марка), Arselon-S (зарегистрированная торговая марка) и волокна POD-Z (WO №2022118413,МПК D03D 15/513 (2021.01),опубл. 09.06.2022; CN №109072503, A62D 5/00, МПК D03D 1/00, D03D 15/12, опубл.21.12.2018).

Полиоксадиазольное волокно Arselon (Арселон) обладает достаточно высокой химической стойкостью, высокой прочностью в сочетании с высокой эластичностью, термостойкостью и низкой воспламеняемостью; главной особенностью этого волокна является его низкий коэффициент трения.

Ткани, изготовленные из этого волокна, остаются эластичными и драпируются при высоких и низких температурах.

Из уровня техники известна термостойкая защитная ткань, состоящая из основных термостойких комплексных нитей и уточных нитей из пряжи, выработанной из хлопка, шерсти, вискозных, лавсановых, оксалоновых волокон или их смесей (патент RU №2019594, МПК D03D 15/12, D03D 15/00, опубл.15.09.1994).

Высокий эффект заполнения ткани достигается соблюдением соотношения линейных плотностей нитей основы к пряже утка в пределах 0,6-1,8, а также подбором вида ткацкого переплетения и текстильной структуры основных и уточных нитей.

Из уровня техники известна фильтровальная ткань для очистки горячих технологических газов и промышленного воздуха при повышенных температурах (до 300°С), изготовленная переплетением ломаной саржи основных и уточных нитей из арселоновой пряжи, имеет поверхностную плотность от 250 до 350 г/м², плотность нитей на 10 см по основе от 310 до 330 и по утку от 180 до 200, при этом воздухопроницаемость ткани составляет от 40 до 200 дм³/м²с. Ткань имеет повышенную температуру эксплуатации при одновременном сохранении или улучшении качества и скорости очистки, не имеет усадки при термообработке (патент RU №2340387, МПК B01D 39/08, D03D 15/12, опубл. 10.12.2008).

Недостатком известной фильтровальной ткани является высокое значение относительного удлинения: по основе 40-44%, что не обеспечивает требуемую формоустойчивость изделий из нее при эксплуатации. Кроме того, процесс выработки ткани из пряжи включает дополнительно к ткачеству технологические переходы прядильного производства. Ткань рекомендуется при длительной эксплуатации до температуры 250°С и кратковременно до температуры 300°С.

Наиболее близкой по существу к заявляемой ткани является защитная огнестойкая ткань саржевого или полотняного переплетения, содержащая по основе и утку комбинированную бикомпонентную нить, первый компонент которой представляет собой арамидную нить, скрученную со вторым компонентом из пряжи, состоящей из волокна на основе оксадиазола; комбинированная нить представляет собой бикомпонентную армированную нить, в которой в виде стержня использована арамидная комплексная нить линейной плотности 6,3-200 текс, а второй компонент в виде оплетки из пряжи на основе оксадиазола с количеством витков 400-1000 круток/м и линейной плотностью 10-200 текс; ткань имеет коэффициент наполнения по основе, равным коэффициенту наполнения по утку и составляющим 1,1-1,3 (патент RU №2408748, МПК D03D 15/12 (2006.01),10.01.2011).

Недостатком данной ткани является наличие двух сырьевых компонентов и относительно невысокие прочностные показатели (разрывная нагрузка вдоль основы 186-230 Н и вдоль утка 175-202 Н в сочетании с узким диапазоном относительного удлинения по основе 6,5-8,2%, по утку 4,2-6,6%). Кроме того, процесс выработки ткани из бикомпонентной нити является высокозатратным, поскольку включает дополнительно к ткачеству технологические переходы прядильного производства и процесс кручения для создания оплетки. Пряжа состоит из коротких волокон, скрученных в непрерывную нить, получаемую в результате переработки в следующих стадиях прядильного производства - смешивание, чесание, выработка ленты, выработка ровницы, прядение, кручение.

Задача заявленного изобретения состоит в расширении ассортимента тканей, для изготовления которых использованы комплексные нити из волокон на основе полимерных оксадиазольных волокнообразующих систем: Оксалон, Арселон, Арселон-С.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является повышение физико-механических и эксплуатационных свойств термостойкой ткани.

Указанный технический результат достигается тем, что в ткани термостойкой, характеризующейся переплетением основных и уточных нитей, согласно изобретению, основные и уточные нити выполнены из однокомпонентной комплексной нити на основе полимерной оксадиазольной системы сухо-мокрым способом формования с модулем деформации нити 14-18 ГПа, прочностью нити при разрыве 45-55 сН/текс, относительным удлинением нити при разрыве 3,5-5,5%, при этом поверхностная плотность ткани составляет 290-510 г/м² при плотности нитей в ткани на 10 см вдоль основы 120-290, и 100-180 по утку; воздухопроницаемость ткани составляет 10-200 дм³/м²с, причем температура длительной эксплуатации ткани составляет 300°С, а температура кратковременной эксплуатации - 400°С.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве уточной нити может быть использована пневмосоединенная комплексная нить; ткань выполнена или полотняным, или саржевым, или сатиновым переплетением и использована для изготовления фильтровальных материалов, элементов спецодежды металлургов, горняков для скатывания брызг металлов, спецрукавиц, антифрикционных и фильтровальных материалов; фильтровальные материалы обеспечивают степень очистки газо-воздушных смесей до 3,5 мг/м³ на выходе.

Модуль деформации характеризует эксплуатационные свойства ткани и определяет взаимосвязь между напряжением, прилагаемым к ткани, и деформацией ткани вследствие напряжения. Модуль деформации рассчитывают по отношению величины прилагаемого напряжения к относительному удлинению ткани. Низкая величина относительного удлинения определяет высокое значение модуля.

Заявленную термостойкую ткань вырабатывают на стандартном ткацком оборудовании одним из главных переплетений комплексных нитей: или саржевым, или полотняным, или сатиновым. Линейная плотность комплексной нити 29×2 текс, или 100 текс, или 200 текс, или 100×2 текс. Количество нитей на 10 см вдоль основы составляет 120-290 и вдоль утка 100-180.

В качестве утка может быть использована комплексная нить с круткой 45-50 кр/м или пневмосоединенная нить, имеющая петлеобразную структуру от воздействия сильной струи сжатого воздуха на 80-85% от общего количества филаментов, благодаря чему нить обладает большой кроющей способностью.

Широкий диапазон воздухопроницаемости ткани 10-200 дм³/м²с обусловлен типом переплетения (полотняное, саржевое, сатиновое), плотностью нитей вдоль основы 120-290 и вдоль утка 100-180 на 10 см, а также линейной плотностью комплексных нитей.

Выработанная термостойкая ткань имеет следующие физико-механические показатели:

- поверхностная плотность, г/м² 290-510 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 10-200 - усадка при 250°С,% 0,1-1,0 - прочность вдоль основы, Н 1660-2665 - прочность вдоль утка, Н 880-2610 - относительное удлинение по основе, % 5-10 - относительное удлинение по утку, % 5-15,

эксплуатационные свойства:

- работоспособность длительно при температуре 300°С

- работоспособность кратковременно при температуре 400°С - степень очистки горячих газо-воздушных смесей до 3,5 мг/м³на выходе

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. Термостойкая ткань выработана на ткацком станке СТБ-180 переплетением саржа 2/2. В качестве основы и утка использована комплексная нить арселон линейной плотности 100×2 текс сухо-мокрого формования. Одиночная комплексная нить характеризуется прочностью при разрыве 53 сН/текс, относительным удлинением 5,5% и модулем деформации 15 ГПа.

Термостойкая ткань имеет следующие физико-механические показатели:

- поверхностная плотность ткани, г/м² 510; - воздухопроницаемость, дм³/м²с 40 - плотность нитей на 10 см ткани вдоль основы 127±2 - плотность нитей вдоль утка на 10 см 120±2 - прочность вдоль основы, Н 2665 - прочность вдоль утка, Н 2610 - относительное удлинение по основе, % 10 - относительное удлинение по утку, % 13

Ткань предназначена для пошива фильтровальных рукавов для очистки горячих газо-воздушных смесей, эксплуатирующихся длительно при температуре 300°С и кратковременно при температуре 400°С. Степень очистки газо-воздушных смесей при эксплуатации до 3,5 мг/м² на выходе.

Пример 2. Термостойкая ткань выработана на ткацком станке СТБ-180 сатиновым переплетением. В качестве основы и утка использована комплексная нить арселон линейной плотности 200 текс сухо-мокрого формования. Одиночная комплексная нить характеризуется прочностью при разрыве 45 сН/текс, относительным удлинением 5,5% и модулем деформации 14 ГПа.

Термостойкая ткань имеет следующие физико-механические показатели:

- поверхностная плотность ткани, г/м² 450; - воздухопроницаемость, дм³/м²с 200 - плотность нитей на 10 см ткани вдоль основы 120±2 - плотность нитей вдоль утка на 10 см 100±2 - прочность вдоль основы, Н 1660 - прочность вдоль утка, Н 880 - относительное удлинение по основе, % 10 - относительное удлинение по утку, % 15

Ткань предназначена для пошива фильтровальных рукавов для очистки горячих газо-воздушных смесей, эксплуатирующихся длительно при температуре 300°С и кратковременно при температуре 400°С. Степень очистки газо-воздушных смесей при эксплуатации до 3,5 мг/м² на выходе.

Пример 3. Термостойкая ткань выработана на ткацком станке СТБ-180 полотняным переплетением. В качестве основы использована комплексная нить арселон линейной плотности 29,4×2 текс сухо-мокрого формования с модулем деформации одиночной нити 18 ГПа, прочностью при разрыве 55 сН/текс, относительным удлинением 3,5%. В качестве утка использована пневмомеханическая комплексная нить линейной плотностью 29,4×2 текс сухо- мокрого формования..

Термостойкая ткань имеет следующие физико-механические показатели:

- поверхностная плотность ткани, г/м² 290; - воздухопроницаемость, дм³/м²с 10 - плотность нитей на 10 см ткани вдоль основы 290±2

- вдоль утка на 10 см 180±2

- прочность вдоль основы, Н 1710 - прочность вдоль утка, Н 1053 - относительное удлинение по основе, % 5,0 - относительное удлинение по утку, % 6,5

Ткань предназначена для изготовления антифрикционных деталей и элементов спецодежды, обеспечивающих скатывание брызг металлов с одежды.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано для выработки ткани, обладающей тепло- и термозащитными свойствами и предназначенной для пошива специальной защитной одежды для металлургов, сварщиков, пожарных, обеспечивающей скатывание брызг металлов, а также спецрукавиц, антифрикционных и фильтровальных материалов для горячих газовоздушных смесей. Заявленная термостойкая ткань характеризуется переплетением основных и уточных нитей, выполненных из однокомпонентной комплексной нити на основе полимерной оксадиазольной системы сухо-мокрым способом формования с модулем деформации нити 14-18 ГПа, прочностью нити при разрыве 45-55 сН/текс, относительным удлинением нити при разрыве 3,5-5,5%, при этом поверхностная плотность ткани составляет 290-510 г/м² при плотности нитей в ткани на 10 см вдоль основы 120-290 и 100-180 по утку; воздухопроницаемость ткани составляет 10-200 дм³/м²с, причем температура длительной эксплуатации ткани составляет 300°С, а температура кратковременной эксплуатации - 400°С. 4 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Ткань термостойкая, характеризующаяся переплетением основных и уточных нитей, отличающаяся тем, что основные и уточные нити выполнены из комплексной нити арселон линейной плотностью 200 текс или 29,4×2 текс сухо-мокрого формования с модулем деформации нити 14-18 ГПа, прочностью нити при разрыве 45-55 сН/текс, относительным удлинением нити при разрыве 3,5-5,5%, при этом поверхностная плотность ткани составляет 290-510 г/м² при плотности нитей в ткани на 10 см вдоль основы 120-290 и 100-180 по утку, а воздухопроницаемость ткани составляет 10-200 дм³/м²с, причем температура длительной эксплуатации ткани составляет 300°С, а температура кратковременной эксплуатации - 400°С.

2. Ткань по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве уточной нити использована пневмосоединенная комплексная нить.

3. Ткань по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выполнена полотняным, или саржевым, или сатиновым переплетением.

4. Ткань по 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что использована для изготовления фильтровальных материалов, элементов одежды металлургов, горняков для скатывания брызг металлов, рукавиц, антифрикционных материалов.

5. Ткань по п. 4, отличающаяся тем, что фильтровальные материалы обеспечивают степень очистки газо-воздушных смесей до 3,5 мг/м³ на выходе.