защитная ткань для спецодежды

Формула изобретения

ЗАЩИТНАЯ ТКАНЬ ДЛЯ СПЕЦОДЕЖДЫ, содержащая переплетенные основные и уточные нити из целлюлозосодержащих волокон, отличающаяся тем, что уточная система нитей дополнительно содержит терлоновые волокна и нити, при этом компоненты в утке взяты в следующем соотношении, мас.%:

Терлоновые волокна и нити - 15 - 25

Льняное волокно - 75 - 85

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается тканей, эксплуатирующихся в зоне повышенных температур. Данные ткани могут быть использованы для изготовления костюмов и защитных накладок в спецодежде сварщиков и рабочих металлургических предприятий, защищающей от огня, искр и брызг расплавленного металла.

Известна ткань с огнезащитной пропиткой для спецодежды сварщиков, содержащая переплетенные между собой основные и уточные нити, включающие льняное волокно (арт. 11119 по ГОСТ 20712-75).

Известна также ткань с огнезащитной пропиткой, содержащая переплетенные между собой основные нити из хлопкового волокна и уточные нити из льняного волокна (1).

Недостатком известных тканей является низкий срок службы тканей, используемых в качестве спецодежды в зоне повышенных температур, искр и брызг расплавленного металла при условии постоянного приложения динамических нагрузок.

При удовлетворительных показателях этих тканей по прожиганию по основе им присущи низкие показатели прожигания и разрывной нагрузки по утку, стойкости к истиранию. Отсюда срок службы спецодежды 3 месяца вместо 9-12 месяцев.

Целью изобретения является увеличение срока службы ткани путем повышения эксплуатационных показателей ткани в условиях динамических нагрузок в зоне повышенных температур, искр и брызг металла.

Поставленная цель в защитной ткани для спецодежды, содержащей переплетенные между собой основные и уточные нити из целлюлозосодержащих волокон, достигается тем, что уточная система нитей дополнительно содержит терлоновые волокна и нити, при этом компоненты в утке взяты в следующем соотношении, мас.%: Терлоновые нити 15-25 Льняное волокно 75-85

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями позволило выделить часть признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа.

Так известна огнезащитная ткань, используемая в качестве прокладок под мебельную ткань в креслах самолетов. Ткань содержит 70% полиакрилнитрильного волокна и 30% ароматического полиамида (кевлар) с низкой возгораемостью (Патент Великобритании N 2191792, кл. D 03 D 15/00, 1987). Однако данная ткань не может быть использована для спецодежды сварщиков, так как не обеспечит необходимых защитных свойств и не увеличит срок службы спецодежды по следующим причинам.

Данная ткань не отделана огнезащитным препаратом и содержит 70% синтетического полиакрилнитрильного волокна, которое при температуре 140^оС теряет до 48% своей прочности и легко горит. Эта ткань обеспечивает некоторую огнестойкость в статических условиях без приложения динамических нагрузок, что обусловлено иным механизмом придания огнестойкости по сравнению с применением натуральных целлюлозосодержащих волокон в предлагаемой ткани.

Предложенная защитная ткань для спецодежды содержит переплетенные между собой основные нити из целлюлозосодержащих волокон и уточные нити из льняного волокна и терлоновых волокна и нитей, при этом компоненты в утке взяты в следующем соотношении, мас.%:

Терлоновые волокна и нити 15-25 Льняное волокно 75-85 Содержащиеся в уточной пряже терлоновые волокна и нити, обладая большей по сравнению с льном объемностью и сохраняя комплекс физико-механических показателей в температурном режиме 160-500^оС, обеспечивают сохранение пористого углерода-кокса, образующегося при воздействии огня, искр и брызг расплавленного металла на пропитанную антипиреном поверхность целлюлозосодержащих волокон хлопка и льна. А кокс, являющийся теплоизолятором, располагаясь на терлоновых волокнах и нитях как на надежной опоре, замедляет распространение высокой температуры в ткани в условиях динамических нагрузок. В качестве огнезащитной пропитки во всех вариантах использовалась традиционная пропитка антипиреном: ортофосфатом мочевины.

Наши исследования показали, что совместное использование льняного волокна и терлоновых нитей и волокна в утке и хлопчатобумажной или льняной пряжи в основе позволило значительно увеличить срок службы ткани за счет увеличения таких показателей, как стойкость к прожиганию по утку, разрывная и раздирающая нагрузка по утку, стойкость к истиранию.

В таблице представлены физико-механические показатели различных вариантов тканей по прототипу - варианты 1 и 15, по предлагаемому техническому решению - варианты 4-7 и 17-19 и другие.

Для сравнения было исследовано четыре группы тканей:

- льнохлопкотерлоновые и льнотерлоновые с использованием терлона только в утке (варианты 2-8 и 16-19);

- льнохлопкотерлоновые и льнотерлоновые с использованием терлона только в основе (варианты 9-11 и 21-22);

- льнохлопкотерлоновые и льнотерлоновые с использованием терлона в основе и утке (варианты 12-14 и 23).

Наиболее оптимальные результаты по стойкости к прожиганию по основе и утку, разрывной и раздирающей разгрузкам, стойкости к истирающим воздействиям отмечены в вариантах, содержащих терлон в утке от 15 до 25% (варианты 4-7 и 17-19), что и подтверждено результатами опытной носки спецодежды, изготовленной из предложенной ткани.

При этом вложение 15-25% терлона в уточную систему нитей увеличивает в 3-8 раз стойкость к прожиганию по утку и несколько увеличивает этот же показатель по основе.

Использование терлона в этом же соотношении только в основе не позволяет достичь желаемого, поскольку показатели по прожигаемости по утку всецело зависят только от процентного содержания терлона именно в уточной системе нитей, а наличие терлона в основе не обеспечивает создание надежной опоры из терлона для пористого углерода. Кроме показателя прожигаемости по утку в вариантах 4-7 и 17-19 увеличились и показатели разрывной и раздирающей нагрузок по утку, что и привело в реальных динамических условиях эксплуатации образца в зоне повышенных температур, искр и брызг металла к увеличению срока службы.

Таким образом, содержание терлона в утке 15-25% является определяющим в повышении срока службы ткани.

Дополнительное введение терлона в основу не приводит к значительному увеличению эксплуатационных свойств, но ввиду высокой цены терлона увеличивает стоимость ткани. Так увеличение содержания терлона в ткани на 1% увеличивает стоимость ткани на 3,4%.

При вложении терлона в уточную систему нитей от 15 до 25% содержание его в ткани составляет от 5 до 12%, при вложении терлона в основу и уток содержание терлона в ткани увеличивается до 27-29%, а огнезащитные свойства и стойкость к истиранию не увеличиваются в желаемом для достижения цели направлении.

Уменьшение содержания терлона в утке ниже 15% не позволяет достичь желаемого сочетания в физико-механических показателях, т.е. увеличить стойкость к прожиганию по утку до 28-40 с, поддержать равенство или превышение показателя разрывной нагрузки по утку, показателю разрывной нагрузки по основе, установить увеличение показателя раздирающей нагрузки по утку над показателем раздирающей нагрузки по основе.

Предложенное сочетание физико-механических показателей обеспечивает надежную работу элементов ткани в особых условиях ее работы: динамических нагрузках в зоне повышенных температур, искр и брызг металла. Увеличение содержания терлона в утке выше 25% не приводит к усилению тех или иных показателей в данном сочетании (варианты 8 и 20).

В варианте 24 представлена ткань (производство Финляндии), основа и уток которой содержит 60-65% огнестойкой вискозы и 30-35% термостойких волокон (кевлир и номекс). Стойкость ткани к прожиганию по основе и утку 5 с, при таких показателях срок службы ткани составляет 4 месяца.

Таким образом, использование терлоновых волокон и нитей в утке совместно с натуральными целлюлозосодержащими волокнами обеспечивает значительное повышение стойкости к прожиганию по утку и ткани в целом, рост разрывных характеристик по утку и стойкости к истиранию ткани, что позволяет увеличить срок службы ткани в условиях термического воздействия огня, искр и брызг расплавленного металла при постоянных динамических нагрузках на ткань.