Дублированное трикотажное полотно Советский патент 1992 года по МПК D04B1/00 

Изобретение относится к композиционному многослойному трикотажному материалу и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов в устройствах, предназначенных для очистки воздуха от токсичных и агрессивных газов, а также для изделий технического и специального назначения.

Известно дублированное трикотажное полотно, состоящее из двух слоев, один из которых выполнен в виде основовязального переплетения и содержит натуральные или смесь натуральных и химических нитей, а другой слой выполнен в виде кулирного переплетения, выработанного на базе ластика из текстурированных синтетических нитей, при этом петли каждого третьего ряда дополнительно содержат эластомерные поли- уретановые нити.

Однако известное дублированное трикотажное полотно используется для обивки мебели в авиа-, авто- и гидротранспорте.

Известен также материал, состоящий из двух слоев, оба слоя выработаны на основе смешанной пряжи, содержащей модифицированное штапельное поликапроамидное волокно мегалон, при этом верхний слой содержит дополнительно шерстяное волокно, а нижний - хлопковое при соотношении натуральных и модифицированных волокон 5:15 - 45 по массе, и слои расположены под углом 40 - 90° относительно петельного столбика.

Однако данное дублированное трикотажное полотно используется для изготовления долговечной и гигиенической спортивной и защитной спецодежды и изделий медицинского характера.

В качестве прототипа выбрано дублированное трикотажное полотно, состоящее

VJ

СП

fo

GO Ы

з двух слоев, один слой выполнен в виде улирного переплетения, выработанного на азе переплетения ластик из текстуриро- анных синтетических нитей и эластомер- ных полиуретановых нитей. Другой слой выНолнен из мешанной пряжи хлопкового волНкна и модифицированного поликапроа- мидногб волокна мегалон при соотношении волокон 1:2 - 1:3 по массе в виде переплеения ластик, гладь или комбинированное.

Однако существующий материал облаает невысокой способностью сорбировать как кислые, так и основные газы. Время ащитного действия невысоко (0,15 ч), что ограничивает возможности его применения при изготовлении фильтрующих элементов для очистки от токсичных газов - как кислого, так и основного характера.

Цель изобретения - увеличение времени защитного действия и улучшение электростатических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в дублированном трикотажном полотне, состоящем из двух слоев, выработанных из смешанной пряжи из химических волокон и выполненных в виде кулирного переплетения, верхний слой выработан из пряжи из штапельного модифицированного катионо- обменного поликапроамидного волокна, а нижний слой выработан из смешанной пряжи из смеси штапельного модифицирован- нбго анионообменного поликапроамидного волокна и штапельного модифицированного гидрофильного поликапроамидного ЕО- локна при соотношении волокон в смеси 1 - (0,25 - 0,40) по массе при соотношении поверхностного заполнения слоев 1:(0,5 - 0,75).

Предлагаемый дублированный материал отличается тем, что верхний слой выработан из трикотажа из пряжи из штапельного модифицированного катио- нообменного поликапроамидного волокна, а основа материала - из трикотажного полотна, выработанного из смешанной пряжи из смеси штапельного модифицированного анионообменного поликапроамидного во- и штапельного модифицированного гидрофильного поликапроамидного волокна при соотношении волокон 1 -(0,25-0,40) по массе, причем соотношение поверхностного заполнения слоев 1 - (0,5 - 0,75).

Существенным отличием заявляемого дублированного материала является наличие в двух слоях синтетических волокон из привитых сополимеров поликапроамида (ПСП)(ПСП с полиакриловой кислотой, ПСП с полидиметиламиноэтилметакрилатом, ПСП с монометилолметакриламидом), что приводит к улучшению однородности материала и лучшему физическому и электростатическому взаимодействию слоев. Это в свою очередь влияет на увеличение времени защитного действия и улучшает электростатические свойства,

Предлагаемый материал обладает высокими защитными свойствами как по основным I МНз - 5,7 - 5,9 ч), так и кислым (HCI - 32,1 - 35,8 ч; Н2$ - 36,4 - 44 .3 ч ),понижен0 ным удельным объемным электрическим сопротивлением (6,2 - 6,3) 108 Ом м; высокими сорбционными свойствами - (капиллярность, мм/ч - по длине/ширине - 175 - 189/173 - 194), достаточной прочностью

5 при разрыве, даН - по длине/ширине - 89,4 - 116.7; воздухопроницаемостью-М3/м2 С - 2,2-3,2.

Эффективность использования смеси волокон анионообменного волокна на осно0 ве привитого сополимера поликапроамида с полидиметиламиноэтилметакрилатом (КМ-А1)и штапельного модифицированного поликапроамидного гидрофильного волокна на основе привитого сополимера поликапро5 амида с монометилолметакриламидом обусловлена взаимодействием поверхностей двух групп волокон, которое не может себя проявить в смесях с другими .химическими волокнами, так как изменение поверхност0 ных Свойств штапельного модифицированного поликапроамидного гидрофильного волокна, осуществляемое в процессе его получения, дает симбатную по отношению к анионообменному волокну КМ-А1 поверх5 кость.

Наличие в двух слоях предлагаемого материала синтетических волокон из привитых сополимеров поликапроамида с учетом их структуры и строения приводит к тому,

0 что в зонах контакта волокон, содержащих различные функциональные группы, и разнс й гигроскопичности создается электрический потенциал, приводящий к лучшему поверхностному взаимодействию полярных

5 молекул очищаемых газов с полярными молекулами ионообменных волокон и лучшему проникновению их вглубь материала. Это .приводит к увеличению времени защитного действия по кислым и основным газам.

0 К катионообменным волокнам присое- диняются частицы с положительным зарядом, к анионообменным - с отрицательным. При этом увеличивается число частиц газов, оседающих на волокнах вследствие элект55 ростатического взаимодействия при притягивании разноименно заряженных частиц, а также снижается вероятность отталкивания одноименно заряженных частиц. Это также повышает степень очистки как по основным, так и по кислым газам.

Штапельное модифицированное пол- икапроамидное гидрофильное волокно обладает высокой удельной поверхностью, развитой структурой пор, высоким влагосо- держанием. Высокая влажность волокна (8,6 % при 65 %отн. влажности воздуха) способствует повышению общей влажности материала, что приводит к дополнительно- му набуханию ионообменных волокон, увеличению сорбирующей поверхности, повышению защитных свойств материала, ё также снижению удельного объемного электрического сопротивления и линейной плотности заряда.

Соотношение штапельного модифици- рованного поликапроамидного анионооб- ценного волокна КМ-А1 и штапельного модифицированного поликапроамидного гидрофильного волокна в смешанной пряже 1 - (0,25 - 0,40) по массе является оптималь- ным и обусловлено технологическими возможностями получения данного вида сырья и является результатом реализации сущест- вующей технологии переработки штапель- ного волокна. При высоком содержании в смеси гидрофильного волокна не удается получить качественной пряжи. Снижение содержания гидрофильного волокна приводит к значительному повышению неоднородности его распределения по длине пряжи. - Соотношение поверхностного заполнения верхнего и нижнего слоя 1 :(0,5 - 0,75) в дублированном материале обусловлено тем, что создаются дополнительные эле; менты петельной структуры, тем самым увеличивается суммарная поверхность контакта сорбента с сорбируемым газом, а следовательно время защитного действия по основным и кислым газам. При измене- нии этого соотношения в сторону уменьшения или увеличения происходит наложение элементов петельной структуры верхнего и нижнего слоев. Вследствие чего снижается активная поверхность контакта полотна второго слоя и очищаемым газом и соответственно, время защитного действия материала по этому газу.

Общая технология получения дублированного материала заключается в том, что по известной технологии на кругловязаль- ной машине Джумберка 20 кл. вырабатывается трикотажное полотно гладким покровным кулириым плюшевым переплетением. В качестве нитей используют пряжу линейной плотностью 31,2 х 2 текс, выработанную из катионообменного волокна КМ- К1.

Волокно КМ-К1 является привитым сополимером поликапроамида с полиакриловой кислотой. При этом содержание полиакриловой кислоты в привитом сополимере составляет 20,0 - 21.5 %.

При этом поверхностная плотность полотен составляет 300 - 340 г/м2 при толщине полотна 1,9 - 2,3 мм. Это трикотажное полотно представляет верхний слой дублированного материала: ;

Для нижнего слоя дублированного ма териала используют выработанное по известной технологии трикотажное полотно переплетением ластик 1 + 1, полуфанг, фанг или комбинированным на базе переплетения ластик 1 +1 на плосковязальной машине ПВПЭМ - 10 кл. или трикотажное полотно, выработанное гладким покровным плюшевым переплетением на кругловязальной машине Джумберка 20 кл. В качестве нитей используют смешанную пряжу, состоящую из смеси штапельного модифицированного анионообменного поликапроамидного волокна КМ-А1 (ТУ-40-461-Ј06-07-85) и штапельного модифицированного гидрофильного волокна (ТУ 40-461-806-05- 84) при соотношении волокон в смеси 1 :(0.25 - 0,40) по массе. При этом поверхностная плотность полотен Составляет ms 260 - 400 г/м при толщине полотна 1.6 - 1,8 мм.

Полотна соединяют между собой прошивным, вязально-прошйвным или другим известным способом при плотности шва 3 - 12 на 10см. ,

Пример 1. Трикотажное полотн о для верхнего слоя дублированного материала вырабатывают на кругловязальной машине Джумберка 20 кл. гладким покровным ку- лирным плюшевым переплетением из пряжи линейной плотностью 31,2 х 2 текс, выработанной из штапельйого модифицированного катионообменного поликапроамидного волокна . Полотно имеет следующие параметры структуры: поверхностная плотность ms - 300 г/м ; плотность по горизонтали Пг-50 пет. ст., плотность по вертикали Пв - 68 пет. ряд., длина нити в петле Грун/1плюш - 4,4/5,.

Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают на плосковязальной машине ПВПЭМ 10 кл. переплетением гладь из смешанной пряжи, выработанной из смеси штапельногомодифицированногоанионообменного поликапроамидного волокна КМ-А1 и штапельного модифицированного гидрофильного поликапроамидного волокна (ШМГПВ) при соотношении волокон КМ- А1:ШМГПВ - 1:0.25 по массе переплетением ластик 1 + 1. Характеристики структуры полотна ms - 260 г/м2; Пг - 54 пет. ст.-; Пе - 78 пет. ряд., I - 5,0 мм.

Соотношение поверхностного заполнения верхнего и нижнего слоев 1:0,5.

Испытания осуществляют стандартными методиками: ГОСТ 10681-75; ГОСТ 10184-75, ГОСТ 10185-75, ГОСТ 19616-74,

Пример 2. Трикотажное полотно для верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1. Характеристики структуры полотна: ms - 340 г/м2, П г - 54 пет.ст.; Пв - 73 пет. ряд., 1гРунт./1плюш - 4,7/6,0 мм.

Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1 переплетением полуфанг, используя смесь волокон по массе анионообменное КМ-А1 : ШМНПВ - 1 :0,30. Характеристики структуры полотна: ms - 400 г/м2, Пг - 43 пет. ст.; Пв - 65 пет. ряд.; I - 5,8 мм.

Соотношение поверхностного заполнения слоев 1 :0,5.

Пример 3. Трикотажное полотно для верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1 переплетением фанг, используя смесь волокон по массе анионообменное:гидрофильное - 1 :0,40. Характеристики структуры полотна: ms - 340 г/м2, Пг - 35 пет. ст.; Пв - 63 пет. ряд.; f - 5,4 мм.

Соотношение поверхностного заполнения слоев 1 : 0,75.

По стандартным методикам определены свойстёа материала.

Пример 4. Трикотажное полотно для верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1ч

Технология выработки трикотажного полотна для нижнего слоя аналогична примеру 1. При этом используется смешанная пряжа, выработанная из волокон при соотношении КМ-А1 - ШМГПВ -1:0,40 переплетение ластик 1+1. Характеристики структуры полотна: ms - 270 г/м2, Пг - 53 пет. ст., Пв - 64 пет. ряд., I - 5,8 мм.

Соотношение поверхностного заполнения слоев 1 :0,5.

Пример 5. Технология выработки трикотажного полотна для верхнего слоя аналогична примеру 1.

Трикотажное полотно для нижнего слоя дублированного материала вырабатывают на кругловязальной машине Джумберка 20 кл. гладким покровным кулирным плюше- вым переплетением из смешанной пряжи линейной плотностью 31,2 х 2 текс, выработанной из смеси волокон КМ-А1: ШМГПВ - 1 :0,30 по массе.

Полотно имеет следующие параметры структуры: 360 г/м2; Пг - 37 пет. ст.. Пв - 65 пет. ряд., 1грунт/ плюш 4,2 - 5,4 мм.

Соотношение поверхностного з и -лне- ния верхнего и нижнего слоев в дублирован- ном материале составляет 1 : 0,75.

По стандартным методикам определе- ны свойства материала.

Пример 6. Трикотажное полотно для верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Трикотажное полотно для нижнего слоя 0 вырабатывают аналогично примеру 1, используя смесь волокон КМ-А1 : ШМГПВ - 1 : 0,20 по массе переплетением комбинированное на базе ластика 1 +1. Характеристики структуры полотна: ms - 200 г/м2, Пг - 34 5 пет. ст., Пв - 48 пет. ряд., I - 5,0 мм.

Соотношение поверхностного заполнения верхнего и нижнего слоев в материале составляет 1 :0,40.

Пример 7. Трикотажное полотно для 0 верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1, используя смешанную пряжу, выработанную 5 из смеси волокон КМ-А1 : ШМГПВ 1:0,30 по массе переплетением ластик 1 +1. Параметры структуры полотна: ms - 516 г/м2, Пг - 92 пет. ст., Пв - 101 пет. ряд., I - 4,2 мм.

Соотношение поверхностного заполне- 0 ния слоев 1 : 0,9.

По стандартным методикам определены свойства материала.

Пример 8. Технология выработки трикотажного полотна для верхнего слоя 5 аналогична примеру 1.

Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1, используя смешанную пряжу, выработанную при соотношении волокон КМ-А1 : ШМГПВ 0 -1:0,60 переплетением полуфанг. Параметры структуры полотна: ms - 490 г/м2, Пг - 44 пет. ст., Пв - 69 пет. ряд.; I - 5,0 мм.

Соотношение поверхностоного заполнения верхнего и нижнего слоев в дублиро- 5 ванном материале 1 : 0,9.

Свойства материалов по примерам 1 - 8 представлены в таблице.

Предлагаемый дублированный материал Можно использовать для изготовления 0 защитной спецодежды и изделий технического назначения, а также в качестве фильтрующих элементов распираторов и респираторных установок по очистке газовоздушных смесей от токсичных и агрессив- 5 ных газов.

Экономический эффект единицы новой продукции определяли по балловой методике, где стоимостная цена нового рассматриваемого дублированного материала форммируется с учетом изменения единичных показателей качества и вычисляется по формуле

Э Цб - БЦб,

где Цб - ценностная оценка одного балла;

Б -сумма баллов по каждому параметру нового изделия;

Цб - цена базового изделия, руб.

Формула изобретения

Дублированное трикотажное полотно, состоящее из двух слоев, выполненных ку- лирным переплетением из химической пряжи, отличающееся тем, что, с целью

улучшения защитных и электростатических свойств, пряжа верхнего слоя изготовлена из штапельного модифицированного катио нообменного поликапррамидного волокна

а пряжа нижнего слоя является смеской состоящей из штапельного модифицированного анионообменного полмкапроамид- ного волокна и штапельного модифицированного гидрофильного пол

икапроамидного волокна при соотношении волокон в смеси 1 : (0.25 - 0,40) по массе причем соотношение поверхностного заполнения слоев 1 (0,5 - 0,75)

Использование: композиционный двухслойный трикотажный материал используют для изготовления фильтров для очистки воздуха от токсичных и агрессивных газов. Сущность изобретения: трикотажное полотно состоит из двух слоев, выполненных ку- лирным переплетением из пряжи, изготовленной из химических волокон, при соотношении поверхностного заполнения слоев 1 :(0,5 - 0,75). Верхний слой выработан из пряжи, изготовленной из штапельного модифицированного катионообменного поликапроамидного волокна. Нижний слой выработан из смешанной пряжи из смеси штапельного модифицированного анионо- обменного поликапроамидного волокна и штапельного модифицированного гидрофильного поликапроамидного волокна при соотношении волокон в смеси 1:(0,25- 0.40) по массе. 1 табл.

I Прототип

I СбазовиВ I

|о6««т) I

Свойства материала верхний слой/основной слой/дубларовамньй материал по примеру

I

Время, чдо проскока,

Я«0,09 0,09/29,/32,1

до масиииия

.Ш 9,10/30,2/33.1

до гроскока

Ч,0.08 4.8/0.09/5.8

до иасщения

,05.10/0,10/6,0

до проскока

,М 0,09/3), 1/36,

ДО насмвеиия

0, 00,10/38,3/30,1

Удельмов о6Ч«и- но элеитрииес- коа солротиалени, Он и7,9-8,1 3,7 10

.10 (8, 10)

лянеймая плот иость заряда,

КлЛ 10 ™165-17 / 2/39/15

оадухопромицаемоетм, м /- .с 1,56-2,63 2,8/3,3/3,2

Капиллярность,

и-/ч

0,09/30,1/32,0,05/30,}/32,50,05/30,5/33,60,09/32,/J5,80,09/33,6/29,80,09/33,1/28,90,09/26,5/25.1

«.10/30,9/33,80,41/31,/3,10,Ю/32,«/3,90.10/33,1/36,40,10/3,7/30,50,10/33,7/29,0,,1/26,3

,в/0,09Л,8,8/0,09/5.9,8/0,10/5,7,8/0,09/5,9,8/0,09Д 6,8/0,09/.,8/0,09/,

5,3/0,10/6,15,1/0,10/6,15,1/0,10/5,95,t/0,lJ/S,35,1/0,10/M5,1/0,10/,65,1/0,10/,&

0,08/35,1/38.10,09/37,2Л2,60,09/39,,30,,Vi,30,09/.1/32,10,.1/31,30.09/38,2/29.

0,10/30,,30,,,0,,,90.,,60,,2/33,3tt,,3/33,20,,2/3,1

(8,2 Ю/)(8,5-10)(8Л-10)(5 10«)(10,810)(10,110)(10.3 Ю1)

6,,3 .2-10116,3 10«2,6 ,.J 10

3/38/1

2/37/17

2/39/15

2/18/1б

2/46/29

2/37/31

по дл

аврмйвя нагрузка. лаН по длин

172/178/187 13,

73/170/176 172/168/175 172/180/189 172/176/|8| 172/169/159 172/179/161 172/150/152 177/172/182 17VI70/I73 172/188/19 W/18I/183 17 /171/160 17 /181/1б 17 /152/15

72,2- 9,3

,/86,2/9,« 7.5/9,1/101,5 76.VI02.0/ 76./92.6/99.7 76.4/77,2/89,4 76,4/62./75,2 76,/8./7б.| 7,/Я./69.8

52,- 53.8/53./59,1

.6,8

55,8/58,5/60. 53,8/60,/69.7 53.8/583/68,5 5J.B/59 6/69,4 53,8/51.2/50,9 53,8/53,/51, 53,8/52,5/48,

:i

2/18/1б

2/46/29

2/37/31