|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Настоящее изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к производству технических тканей из полимерных волокон и нитей для изготовления защитной одежды специального назначения. Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°C. Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°C. Термостойкая ткань образована переплетением основных и уточных нитей комбинированным полотняным переплетением по основе основным репсом и по утку уточным репсом, выполненная из фоновых нитей по основе и утку из смесовой двухниточной пряжи, включающей пара-арамидное волокно и полиоксидиазольное волокно в соотношении 50 ×50, с результирующей линейной плотностью 60 Текс, с усилением по основе и утку трощеной комплексной аримидной нитью 29,4 Текс ×2, при этом процентное соотношение пряжа/нить в составе ткани составляет 75/25, а поверхностная плотность ткани 260г/м 2 . Термостойкая ткань дополнительно обработана по меньшей мере одним фторорганическим препаратом. Заявлено также изделие из термостойкой ткани в виде предмета одежды.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Настоящее изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к производству технических тканей из полимерных волокон и нитей для изготовления защитной одежды специального назначения. Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°C. Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°C. Термостойкая ткань образована переплетением основных и уточных нитей комбинированным полотняным переплетением по основе основным репсом и по утку уточным репсом, выполненная из фоновых нитей по основе и утку из смесовой двухниточной пряжи, включающей пара-арамидное волокно и полиоксидиазольное волокно в соотношении 50 ×50, с результирующей линейной плотностью 60 Текс, с усилением по основе и утку трощеной комплексной аримидной нитью 29,4 Текс ×2, при этом процентное соотношение пряжа/нить в составе ткани составляет 75/25, а поверхностная плотность ткани 260г/м 2 . Термостойкая ткань дополнительно обработана по меньшей мере одним фторорганическим препаратом. Заявлено также изделие из термостойкой ткани в виде предмета одежды.
Евразийское (21) 201800528 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.03.29
(22) Дата подачи заявки 2016.04.06
(51) Int. Cl.
D03D 15/12 (2006.01) D03D 1/00 (2006.01) A62D 5/00 (2006.01)
(54) ТЕРМОСТОЙКАЯ ТКАНЬ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОЙ ТКАНИ
(86) PCT/RU2016/000195
(87) WO 2017/176146 2017.10.12
(71) Заявитель: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ОБРАЗОВАНИЯ
"НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ "МИСиС" (RU)
(72) Изобретатель:
Тарасов Вадим Петрович, Криволапова Ольга Николаевна, Козлов Иван Григорьевич, Иванюсь Наталья Владимировна, Бородин Сергей Васильевич (RU)
(74) Представитель:
Скляр Р.В., Сова В.В. (RU)
(57) Настоящее изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к производству технических тканей из полимерных волокон и нитей для изготовления защитной одежды специального назначения. Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°C. Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и дра-пируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°C. Термостойкая ткань образована переплетением основных и уточных нитей комбинированным полотняным переплетением по основе основным репсом и по утку уточным репсом, выполненная из фоновых нитей по основе и утку из смесовой двухниточ-ной пряжи, включающей пара-арамидное волок- I но и полиоксидиазольное волокно в соотношении 50^50, с результирующей линейной плотностью 60 Текс, с усилением по основе и утку трощеной комплексной аримидной нитью 29,4 Текс х2, при этом процентное соотношение пряжа/нить в составе ткани составляет 75/25, а поверхностная плотность ткани 260г/м2. Термостойкая ткань дополнительно обработана по меньшей мере одним фтор-органическим препаратом. Заявлено также изделие из термостойкой ткани в виде предмета одежды.
Термостойкая ткань из полимерных волокон и изделие, выполненное из этой
ткани
Настоящее изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к производству технических тканей из полимерных волокон и нитей для изготовления защитной одежды специального назначения.
Термостойкие ткани используют в различных применениях, включая производство защитной одежды, которую носит персонал различных производств или профессий, таких как пожарные, работники поисковых и аварийно-спасательных служб, военные, профессии, связанная с электричеством (для защиты от электрической дуги), нефтехимическое производство и ликвидация аварийных ситуаций и т.д. Известные целлюлозные или смешанно-целлюлозные ткани, как правило, являются предпочтительными для таких защитных одежд благодаря относительно простой технологии придания таким тканям свойств огнестойкости и относительному комфорту при ношении таких тканей.
Несмотря на популярность целлюлозных или смешанно-целлюлозных огнестойких тканей, существующие ткани обладают ограничениями. Показатель воспламеняемости многих целлюлозных огнестойких тканей является недостаточным для удовлетворения необходимых требований конкретных производств.
Для того чтобы соответствовать этим требованиям, часто используются ткани с присущей им огнестойкостью (напр., мета-арамидные волокна, такие как волокно Номекс (изготовитель фирма "Дюпон"), которые увеличивают стоимость тканей.
Известны пара-арамидные волокна Кевлар 29 (изготовитель фирма "Дюпон" (США)/ Патент РФ № 2041986, кл. D 03 D 15/00), которые используются для выпуска технических тканей полотняного, 3-слойного, саржевого, атласного и рогожка переплетений. Ткани обладают высокой устойчивостью, упругостью к ударным нагрузкам. Недостатком всех тканей из Кевлара является их низкая изгибоустойчивость и прочность при сжатии.
Известные арамидные волокна Кевлар, Номекс или полибензимидазольные (PBI) обладают более низкой прочностью, разрывным удлинением и огнестойкостью по сравнению, например, с волокнами на основе параарамидов СВМ или русар, что может привести к более быстрому износу изделий.
СВМ - термостойкое сверхпрочное, сверхвысокомодульное пара-арамидное волокно, нить. Волокно, нить СВМ обладает свойствами: высокая прочность, негорючесть, долговечность и высокий модуль упругости (К.Е.Перепелкин. Современные
химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности. Российский химический журнал, № 1,2002, стр.42).
Русар - термостойкое сверхпрочное, сверхвысокомодульное параарамидное волокно, нить. Волокно, нить СВМ относится к группе гетероциклического ряда и имеет следующий состав: полиамидобензимимидазол на основе гетероциклического п-диамина (45-35 мол.%), п-фенилендиамина (5-15 мол.%) и терефталоилхлорида (50 мол.%). Волокно, нить русар обладает свойствами: высокая прочность, негорючесть, долговечность и высокий модуль упругости (К.Е.Перепелкин. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности. Российский химический журнал, № 1, 2002, стр.42).
Из RU 2241082, С1, 27.11.2004 известна смешанная одиночная пряжа, содержащая штапелированные волокна СВМ и русар, объединенных единичными шерстяными волокнами, при следующем соотношении компонентов в пряже, % : шерстяные волокна 10-40, штапелированные волокна СВМ и русар 60-90.
Указанная пряжа обладает повышенной прочностью за счет дополнительной связи волокон со стержнем и огнестойкостью.
Однако, указанная пряжа является не достаточно огнестойкой за счет применения шерстяных волокон, что может привести к преждевременному разрушению структуры ткани при ее эксплуатации в открытом пламени.
Следовательно, остается необходимость создания альтернативных огнестойких тканей, которые были бы способны удовлетворить принятые стандарты по огнестойкости и термостойкости, при этом обладали пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°С.
Технический результат - создание прочной огнестойкой ткани с пониженной жесткостью и хорошей эластичностью и драпируемостью при эксплуатации в условиях крайнего севера при температуре от минус 60°С.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в создании термостойкой ткани для защитной одежды, используемой при работе в условиях севера, то есть - при отрицательных температурах.
Уникальностью разработки является свойство ткани противостоять высоким температурам с одновременной стойкостью к низким температурам. Изобретение создает стабильный защитный барьер от открытого пламени, при этом ткань обладает высокой прочностью, относительно небольшим весом, низким коэффициентом трения, сохраняя
эластичность и драпируемость при высоких и низких (минусовых) температурах эксплуатации.
Технический результат заявленного изобретения обеспечивается выработкой термостойкой ткани, образованной переплетением основных и уточных нитей комбинированным полотняным переплетением, по основе основным репсом и по утку уточным репсом, выполненная из фоновых нитей по основе и утку из смесовой двухниточной пряжи, включающей пара-арамидное волокно и полиоксидиазольныое волокно в соотношении 50x50, с результирующей линейной плотностью 60 Текс, с усилением по основе и утку трощеной комплексной аримидной нитью 29,4 Текс х 2, при этом процентное соотношение пряжа/нить в составе ткани составляет 75/25, а поверхностная плотность ткани, не менее 260г/м .
Плотность нитей в заправке по основе составляет 241 и утку -184, при числе нитей основы 3616 и нитей утка 1840 в 1 м, с массой основной нити составляющей 231 г и уточной -173 г.
Термостойкая ткань дополнительно обработана, по меньшей мере, одним фторорганическим препаратом.
Изделие из термостойкой ткани выполнено в виде предмета одежды.
Пример реализации заявленного изобретения представлен заправочным расчетом заявленной ткани, выполненной на бесчелночном рапирном ткацком станке.
- Ширина ткани, см 111=150
- Плотность нитей по основе Ро=241
- Плотность нитей по утку Ру=184
- Вид сырья и структура нитей основы, текс Пряжа смесовая Т=30*2
Нить аримид. комплексн.трощеная Т=29.4х 2
- Вид сырья и структура нитей утка, текс Пряжа смесовая Т= 30*2
Нить аримид. комплексн.трощеная Т=29.4х 2
- Число нитей основы По*Ш/10=241*150.0/10=3615.00 Фактически нитей в основе По=3616 ИзнихПо1=61616
для фона пробираются по 4 нити в зуб берда и перевив По2=0
по краям по 2*0=0 нити в зуб берда
- Число нитей утка в 1м Пу=Ру*1Л0=184* 100/10=1840
- Метрический номер берда Мв=Ро/((1+Ау/100)*Пзф)=241/((1+1.3/100)*4)=56.0 Ро-плотность ткани по основе
Ay-усадка ткани, %
Пзф-число нитей, пробираемых в зубьях берда по фону ткани -Число нитей в зубьях берда в заправке 2=По1/Пзф+По2/Пзкр=3616.4+2*0=0/0=851 Ширина проборки по берду,см IIIB=Z* 10/Nd=851 * 10/56.0=151.9
- Длина основной нити, см Lo 1 =LTK/( 1 - Ао 1 /100)=109.8 LO2=LTK/(1 -Ао2/100)=109.8
- Длина уточной нити, см
Ьу=Шв+2*1лср=151.9+2*4.0=160.9 (где Ькр=4.0, край изделия зарабатывается уточными нитями вдвойне)
- Масса основной нити, г
Мо1=По*Ьо*То1/100*1000=3616*109.8*58.0/100=203.3 Мо2=По2*1о*ю2/100* 1000=2*0=0* 109.8*59.5/100* 1000=27.7
- Масса уточной нити, г
Му1=Ьу*Ру*Ту1*Ьтк1/100*1000*10=160.9*184*58.0*35.0/100*1000*10=60.1 My2=Ly*Py*Ty2*lt21/100*1000*10=160.9*184*58.0*35.0/100*1000*10=60.1 Масса 1 м ткани составляет 395,4 г Поверхностная плотность ткани составляет 260/м2
Технический результат достигается также изделием из вышеописанной ткани, таким как костюм, защитные предметы одежды.
На фиг.1 представлена ткань, образованная конструкцией комбинированного полотняного переплетения в соответствии с вариантом осуществления изобретения по п.1 формулы.
Ткань выполняют комбинированным полотняным переплетением по основе основным репсом, по утку уточным репсом, выработку ткани производят на 20- ремизных ткацких станках (бердо №56), по 4 и 5 нитей в зуб берда(3 зуба по 4 нити и 4-й зуб по 5 нитей). За счет 5-й нити получают усиление по основе. Станок позволяет регулировать ткацкий зев в процессе создания ткани с возможностью изменения плотности по утку, т.е
возможность поочередной прокладки трех нитей вместо одной позволяет получить усиление по утку. Усиление по основе и утку выполняют трощеной комплексной аримидной нитью 29,4 текс х 2.
Аримид - термостойкое волокно на основе ароматических полиимидов имеет низкую теплопроводность, исключительную радиационную стойкость, прекрасные электроизоляционные свойства
Фоновые нити по основе и утку выполнены смесовой пряжей из пара-арамидных и полиоксидиазольных волокон.
Пара-арамидные волокна обладают термостойкостью, повышенной жескостью, прочностью и низким удлинением, поэтому используется в основном для армирования резиновых технических изделий, пластических масс и волоконной оптики. Для придания эти волокнам приемлемых текстильных свойств изготовлена смесовая пряжа из пара-арамидных волокон и полиоксидиазольного волокна в соотношении 50x50, масс.%.
Полиоксидиазольное волокно "Оксалон"(Арсенол) отличается достаточно высокой стойкостью к воздействию химических реагентов, хорошими электроизоляционными свойствами, термостабильностью и пониженной горючестью. Но самое главное, это низкий коэффициент трения, которыми обладают данные волокна. Текстильные изделия с применением данных волокон сохраняют эластичность и драпируемость при высоких и низких температурах.
Экспериментально определены и доказаны выбранные параметры:
Изменение характеристик ткани в других интервалах (кроме указанных: аримидной нитью 29,4 текс х 2, пара-арамидных волокон и полиоксидиазольного волокна в соотношении 50x50, масс.%, линейная плотность 60 Текс, соотношение пряжа/нить в составе ткани составляет 75/25, поверхностная плотность ткани, не менее 260г/м2 ) не дает возможность сочетания свойств при повышенных и одновременно пониженных температурах и устойчивостью к многократному изгибу (30000 циклов), что не обеспечивает необходимой драпируемости.
Для придания ткани гидрофобных и олефобных свойств на заключительном этапе отделки проводится масловодоотталкивающая обработка хотя бы одним фторорганическим препаратом (могут использоваться латексы полифторалкилакрилатов ПФАА).
Разработанная в соответствии с изобретением термостойкая ткань предназначена для использования в качестве материала верха защитного морозостойкого костюма для пожарных.
В соответствии с другим объектом изобретения разработано изделие, такое как предмет одежды, костюм защитный морозостойкий (КЗМ-60), выполненный из данной термостойкой ткани.
Испытания полученной ткани для использования ее в качестве материала верха костюма проводились на соответствие требованиям ГОСТ Р 53264-2009, п.п. 5.2.1 (табл.1, строка 2), 5.3.1(табл.4б строки 15,16,18) по следующим показателям:
- устойчивость материала верха костюма к воздействию теплового потока с поверхностной плотностью:
5, 0 кВт/м , не менее 240; 40,0 кВт/м , не менее 5.
- устойчивость материала верха костюма к воздействию температуры окружающей среды 300° С в течение 300с:
- разрушения материала (сквозной прогар)- не наблюдалось
- воспламенение - не наблюдалось
- усадка по основе и утку, % - 0
-снижение физико-механических показателей материала от нормативного значения,
а) разрывная нагрузка:
-по основе - 0(2060 Н)
-по утку -0(1814 Н)
б) сопротивление раздиранию
по основе - 0(209 Н)
-по утку -0(104 Н)
- устойчивость материала верха костюма к контакту с нагретой до 400° С твердой поверхностью в течение 7 с:
- разрушения материала (сквозной прогар)- не наблюдалось
- воспламенение - не наблюдалось
-снижение физико-механических показателей материала от нормативного значения,
а) разрывная нагрузка:
-по основе - 0(2516 Н)
-по утку -0(1940 Н)
б) сопротивление раздиранию
по основе - 0(231 Н)
-по утку -0(180 Н)
- устойчивость костюма к однократному воздействию открытого пламени в течение
5 с:
- значение температуры в любой точке подкостюмного пространства составляет
31,5°С
- остаточное горение и тление отсутствует.
Оценка устойчивости к многократному изгибу 30000 циклов на разрушение материала (сквозные разрушения и трещины нитей основы и утка) показала отсутствие на всех образцах.
* Нормативные значения физико-механических показателей для БОП составляют:
- разрывная нагрузка:
по основе не менее 1000 Н по утку не менее 800 Н -сопротивление раздиранию: по основе не менее 80 Н по утку не менее 60 Н
Результаты испытаний физико-механических исследований полученной ткани для и пользования ее в качестве материала верха костюма в соответствии с ГОСТ 53264-2009 свидетельствуют о том, что заявленная ткань полностью соответствует предъявляемым стандартам.
Конструктивное исполнение КЗМ-60, материалы и ткани, применяемые для его изготовления, соответствует требованиям ГОСТ Р 53264 и техническим условиям.
КЗМ-60, многослойная защитная одежда, состоит из куртки и полукомбинезона (брюк) с теплоизоляционными подкладками.
КЗМ-60 в зависимости от климатического исполнения и применяемого материала верха изготавливается в соответствии с таблицей 1.
По принадлежности КЗМ-60 подразделяется для начальствующего состава (А) и рядового состава (Б).
Масса КЗМ-60 составляет: 5,0 кг.
Пакет материалов для изготовления защитного костюма КЗМ-60: морозостойкий материал верха, водонепроницаемый слой, теплоизоляционная подкладка, подкладочная ткань.
Конструкция брюк и полукомбинезона обеспечивает надевание их без снятия
обуви.
Фурнитура, скрепленная с верхом костюма, не соприкасается с внутренним теплоизоляционным слоем.
Куртка закрывает брюки на длине не менее 30 см.
Костюм имеет флуоресцентные и люминесцентные накладки в виде полос, шириной не менее 50 см. Площадь накладок на куртке не менее 0,2 м2, в области груди и спины не менее 0,08 м , а на брюках не менее 0,052 м . Площади люминесцентного и флуоресцентного покрытий одинаковые.
Рукава куртки имеют напульсники.
Костюм имеет воротник-стойку высотой 100 мм, с внутренней его стороны настрочена ткань, не раздражающая кожу человека.
На куртке есть шлевки для пожарного спасательного пояса, а также карман для радиостанции. Все карманы имеют застегивающиеся клапаны и отверстия для стока воды.
Время самостоятельного под свечения накладок 30 минут.
Время остаточного горения или тления наружной поверхности - не более 2 с после воздействия открытого пламени в течение 5 секунд.
Материал верха костюма имеет устойчивую окраску как в условиях штатной эксплуатации, так и в процессе стирки.
Усадка после намокания и нагревания - менее 5 %.
Конструкция обеспечивает отсутствие следов или капель воды после нахождения ткани верха костюма под воздействием водяного столба высотой 1000 мм в течении одной минуты.
Костюм имеет параметры и характеристики в соответствии с требованиями технического задания, приведенными в таблице 2:
Конструкция костюма и всех его элементов устойчива к воздействию механических нагрузок, которые могут возникнуть при транспортировании в составе пожарных автомобилей; обеспечивает возможность транспортирования всеми видами транспорта.
Показатели надежности изделия соответствуют следующим значениям:
• Срок службы до списания - 3 года;
• Средний срок сохраняемости - 5 лет.
Конструкция костюма и его деталей обеспечивает безопасность персонала в процессе производства, испытаний, а также при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонтах.
Материалы и фурнитура тканей, швы, конструктивное оформление деталей костюма не оказывают раздражающего и вредного воздействия на организм человека.
Испытания заявленной ткани и костюма с использования этой ткани в качестве материала верха костюма успешно прошли в испытательной лаборатории НИИ Центра Пожарной Техники и Систем пожаротушения ФГБУ ВНИИПО МЧС Росси, ИЛ НИЦ и СП ФГБУ ВНИИПО МЧС России и рекомендуются для комплектования сотрудников пожарных служб и МЧС.
Формула изобретения
1. Термостойкая ткань, образованная переплетением основных и уточных нитей
комбинированным полотняным переплетением, по основе основным репсом и по утку
уточным репсом, выполненная из фоновых нитей по основе и утку из смесовой
двухниточной пряжи, включающей пара-арамидное волокно и полиоксидиазольное
волокно в соотношении 50x50, с результирующей линейной плотностью 60 Текс, с
усилением по основе и утку трощеной комплексной аримидной нитью 29,4 Текс х 2, при
этом процентное соотношение пряжа/нить в составе ткани составляет 75/25, а
поверхностная плотность ткани 260 г/м .
2. Термостойкая ткань по п.1, характеризующаяся тем, что плотность нитей в
заправке по основе составляет 241 и утку -184, при числе нитей основы 3616 и нитей утка
1840 в 1 м, с массой основной нити составляющей 231 г и уточной - 173 г.
3. Термостойкая ткань по пункту 1 или 2 , характеризующаяся тем, что она дополнительно обработана, по меньшей мере, одним фторорганическим препаратом.
4. Изделие из термостойкой ткани, охарактеризованной в любом из пунктов 1 или 2, характеризующееся тем, что выполнено в виде предмета одежды.
3.
Термостойкая ткань из полимерных волокон и изделие, выполненное из этой
ткани
(19)
(19)
(19)
1/1
|
