Способ получения нетканого огнестойкого материала

(51) 04 1/46 (2006.01) 32 15/00 (2006.01) 41 13/02 (2006.01) 03 1/00 (2006.01) 03 15/00 (2006.01) 03 11/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ изготовления нетканого огнестойкого материала,включает соединение иглопрокалыванием перемешанных шерстяных (35 55) и базальтовых волокон (45-65) с последующим валянием. В результате реализации способа получают огнестойкий материал толщиной 2,3-3,0 мм,имеющий поверхностную плотность 200-250 г/м 2,огнестойкость 40,0-43,0,воздухопроницаемость 34,8-35,0 дм 3/см 2,теплопроводность 0,03-0,032 Вт/мК, разрывную нагрузку по длине 82,5-83,0 кгс, разрывную нагрузку по ширине 42,0-43,2 кгс.(76) Молдагажиева Зауре Даулетбековна Жилисбаева Раушан Оразовна Таласпаева Асем Аугангалиевна(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕТКАНОГО ОГНЕСТОЙКОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к способу изготовления нетканого текстильного материала,преимущественно для спецодежды сварщиков,пожарников, сотрудников МЧС и др. Изобретение относится к способу изготовления нетканого текстильного материала,преимущественно для спецодежды сварщиков,пожарников, сотрудников МЧС и др. Известна теплостойкая ткань, выполненная с преимущественным или полным выходом нитей из термостойкого материала на лицевой стороне и нитей из натурального материала - на изнаночной. Однослойная ткань атласного, сатинового или саржевого переплетения. Ткань может быть полутора- и двухслойной. В качестве термостойкого материалла применены аримид, тулиген, лола или СВМ, в качестве натурального - шерсть, хлопок, лен или шелк. Изобретение может быть использовано при изготовлении одежды для пожарников и рабочих металлургических цехов. Технический результат состоит в сочетании термостойкости и хороших гигиенических свойств. (Патент РФ 2016927, МПК 03 1/00, 03 15/00,03 11/00, опубл. 30.07.1994) Наиболее близким техническим решением к заявляемому,является способ изготовления нетканого огнестойкого материала, включающий соединение иглопрокалыванием углеродных волокон (поверхностной плотности 65-230 г/м 2),помещенных между слоями ткани из смеси шерстяного и огнестойкого волокна (поверхностной плотности от 200 до 760 г/м 2) ( Патент 2001176, МПК 04 1/46, В 32 В 15/00, 41 13/02. опубл. 15.10.1993). Недостатком известного способа является то, что получают тяжелый материал(суммарная поверхностная плотность достигает 1 кг/м 2 и более). Кроме того, углеродное волокно - токопроводящий элемент. При выработке слоя из углеродного волокна существует опасность загорания оборудования. Волокно в случае миграции через швы и проколы в пододежное пространство может вызывать аллергические реакции, провоцировать удар током, а также снижает гигиенические и эксплуатационные свойства получаемого материала. Задачей заявляемого технического решения является разработка способа изготовления нетканого огнестойкого материала с использованием сырья РК. Технический эффект поставленной задачи состоит в расширении ассортимента исходного сырья, утилизации отходов ткацкого производства, а также в повышении термостойкости, огнестойкости,воздухопроницаемости и снижению водопроницаемости получаемого материала. Задача решается тем, что способ изготовления нетканого огнестойкого материала, включает соединение иглопрокалыванием перемешанных шерстяных (35-55)и базальтовых волокон(45-65)с последующим валянием. Существенным отличием заявляемого технического решения от известного является то,что соединяют предварительно перемешанные волокна с последующим валянием, а в качестве огнестойкого волокна используют волокна базальта. В последние годы значительно повысились требования потребителей к защитным,2 эксплуатационным и эстетическим свойствам защитной одежды, возникла потребность в поисковых исследований по созданию принципиально новых вариантов специальной одежды. Выбор нетканого материала в заявляемом способе обусловлен возможностью использования отходов производства - волокон шерсти, что позволяет расширить ассортимент исходного сырья для изготовления нетканого огнестойкого материала и утилизировать отходы ткацкого производства,использующего шерсть овец, разводимых в Казахстане, а также использовать базальтовое волокно,производимое в Казахстане на Экибастузском заводе минераловатных изделий(ТОО Завод МВИ). Таким образом, реализация заявляемого способа изготовления нетканого огнестойкого материала может быть полностью обеспечена сырьем республики Казахстан. Технология изготовления нетканых материалов отличается простотой, а оборудование - высокой производительностью.(Сухарев М.И. материаловедение. Москва Легкая индустрия 1973 г., с.59-60) Использование волокон шерсти в заявляемом способе определено их строением, обеспечивающим свойства шерсти - низкую теплопроводность и гигроскопичность.(Сухарев М.И. материаловедение. Москва Легкая индустрия 1973 г., с.16-17) Базальт - это природный натуральный материал,магматическая горная порода, распространенная по всему миру. Содержание базальта в земной коре превышает 30. Базальтовые непрерывные волокна обладают высокой огнестойкостью, исходной прочностью,стойкостью к воздействию агрессивных сред,долговечностью,электроизоляционными свойствами, являются природным экологически чистым материалом, т.е. не выделяют опасных для здоровья людей веществ в воздушной и водяной средах, негорючи, взрывобезопасны. Базальтовое волокно обладает температурой применения от -260 до 1000 С, (углеродные (от 600 до 800 С) и температурой спекания 1050 С, коэффициентом теплопроводности 0,031-0,038 Вт/мК. (Обзор рынка теплоизоляционных материалов на основе базальтового волокна в России. Москва 2007 г., с.12) Предварительное перемешивание волокон осуществляют для повышения качества скрепления. В процессе иглопрокалывания перемешанных волокон, иглы захватывают зазубринами пучки волокон и протаскивают их через толщину холста. В результате в структуре холста изменяются расположение волокон, их ориентация. В местах проколов образуются пучки волокон,расположенные перпендикулярно плоскости холста,с помощью этих пучков происходит связывание структурных элементов изготавливаемого материала, повышающее прочность. Соединение иглопрокалыванием перемешанных волокон шерсти с базальтовыми волокнами обеспечивает повышение сминаемости,термостойкости, водонепроницаемости и снижение теплопроводности равномерно по всему объему получаемого материала, что повышает защитную способность изготавливаемого материала. Валяльный способ производства нетканых полотен-один из древнейших способов получения текстильных материалов. Он заключается в уплотнении волокнистой массы при совместном действии влаги, тепла и механической нагрузки. Прочные и плотные полотна получают валянием скрепленных иглопрокалыванием шерстяных и базальтовых волокон, обладающих необходимыми для этого способа свойствами эластичностью и извитостью. Валянием соединенных волокон, обеспечивают повышение термостойкости,и снижению водонепроницаемости и теплопроводности получаемого материала.(Бершев Е.Н.,Курицина В.В., Куриленко А.И., Смирнов Г.П.,Технология производства нетканых материалов, М.,1982 Озеров Б.В., Гусев В.Е., Проектирование производства нетканых материалов, М., 1984. В.М. Горчакова). Благодаря низкому коэффициенту теплопроводности материал препятствует распространению пламени. Материал, имеющий незначительную плотность, и особенно, если он выработан из гладких крученых нитей, которые не создают в ткани замкнутые воздушные прослойки и конвекционный поток устремляется наружу,обладает меньшей термостойкостью, чем материал более плотный, подвергавшийся валке или начесу, и не имеющий открытых пор. Таким образом, при реализации заявляемого способа, получают плотный сваляный нетканый материал, обладающий повышенными защитными и физико-механическими свойствами. В таблице 1 представлены характеристики и результаты испытаний нетканного огнестойкого материала,предназначенного для создания спецодежды. Толщина материала, мм Огнестойкость, (КИ),Воздухопроницаемость,дм 3/см 2 Поверхностная плотность, г/м 2 Разрывная нагрузка по длине, кгс Разрывная нагрузка по ширине, кгс Теплопроводность, Вт/м К Заявляемый способ изготовления нетканого огнестойкого материала осуществляют следующим образом.(35-60 кг) шерстяных волокон и (40-65 кг) базальтовых волокон перемешивают и соединяют между собой иглопрокалыванием глубиной от 8 до 12 мм и плотностью прокалывания от 250 до 300 1/см 2. Скрепленные между собой волокна смачивают мыльным раствором, обрабатывают паром при температуре 120-150 С, пропускают между валками при давлении 1-1,8 МПа с последующей сушкой. Поверхность материала приобретает войлокообразный вид. По завершении способа изготовления нетканого огнестойкого материала, он обладает такими характеристиками как толщина материала 2,3-3,0 мм, огнестойкость 40,0-43,0 (КИ) , воздухопроницаемость 34,835,0 дм 3/см 2, поверхностная плотность 200-250 г/м 2,разрывная нагрузка по длине 82,5-83,0 кгс,разрывная нагрузка по ширине 42,0-43,2 кгс,теплопроводность 0,03-0,032 Вт/м К. Пример 1 В бункер чесальной машины загружают волокна шерсти. 45 кг прочесанных волокон шерсти перемешивают с 55 кг базальтовых волокон, и соединяют между собой иглопрокалыванием на иглопробивной машине ИМ-1800 МА 12 мм и плотности прокалывания от 300 1/см 2. Скрепленные между собой волокна смачивают мыльным раствором, обрабатывают паром под давлением 3,5 мПа при температуре 200 С и пропускают между валками. В результате реализации заявляемого способа получают огнестойкий материал, обладающий следующими свойствами толщина материала 2,5 мм,огнестойкость 43,0,воздухопроницаемость 35,0 дм 3/см 2, поверхностная плотность 230 г/м 2, разрывная нагрузка по длине 82,8 кгс, разрывная нагрузка по ширине 42,8 кгс. Примеры 2, 3 таблицы 1 выполняют аналогично примеру 1. Таблица 1 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ изготовления нетканого огнестойкого материала,включающий соединение иглопрокалыванием огнестойкого и шерстяного волокна, отличающийся тем, что предварительно перемешанные и соединенные волокна подвергают валянию, в качестве огнестойкого волокна используют волокна базальта, при следующем содержании компонентов, мас.шерстяное волокно 35-60 базальтовое волокно 40-65.