Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Отделочные и печати на текстиле


Технологии/Отделочные и печати на текстиле/Технический текстиль c улучшенными функциональными свойствами на основе льняных и полиэфирных волокон

Технический текстиль c улучшенными функциональными свойствами на основе льняных и полиэфирных волокон

30 марта 2015
Технический текстиль №33, 2015

Коломейцева Элла Алексеевна
Морыганов Андрей Павлович
Стокозенко Валерия Германовна

Одним из важных аспектов развития индустрии технического текстиля в России является более широкое использование отечественного волокнистого сырья и ресурсосберегающих технологий его переработки. Работы по этому направлению выполнялись в ИХР РАН в последние годы совместно с рядом научных и производственных организаций по госконтрактам с Минпромторгом РФ (№ 12411.0816900.19.00 от 06.03.2012 г. и № 12411.0816900.19122 от 23.07.2012 г.), а также по договорам с предприятиями.

Единственное природное волокно, получаемое в России в больших количествах - это льняное: до 600 тыс.т в год 100 лет назад и 40…60 тыс.т в последние годы. Для технических целей, в первую очередь для выработки брезентов, широко использовалось низкономерное короткое льноволокно.

В ИХР РАН разработана совмещенная технология крашения таких тканей и их огнестойкой отделки с использованием специально созданного экологически безопасного и сравнительно недорогого антипирена Тезагран. В начале двухтысячных годов эту технологию начали использовать многие льнофабрики, так как она позволяла практически без стоков на простейших пропиточных линиях получать востребованные для изготовления спецодежды ткани с поверхностной плотностью 450…550 г/м2.

Позднее мы разработали новые модификации антипирена Тезагран, позволяющие повышать стойкость к прожиганию до 500 с (в 10 раз выше норматива) и совмещать термо- и огнестойкую отделку с биоцидной и водомаслоотталкивающей.

Высокий огнезащитный эффект антипирена Тезагран достигается благодаря коксообразующей активности при образовании большого количества негорючих газов, подавляющих действие окислителей в пламени. Кроме того, механизм воздействия предусматривает стадию образования на волокне структурированного защитного слоя, способствующего повышению термостойкости полимерного материала.

Особую актуальность имеет создание низкоматериалоемких льносодержащих тканей и изделий из них с улучшенными защитными свойствами. Схема получения таких тканей показана на рис.1.

На основании исследования структуры и состояния поверхности смесовой пряжи кольцевого и пневмомеханического способов прядения:  выявлена целесообразность выработки технических тканей для спецодежды из пряжи пневмомеханического способа прядения • оценена эффективность процесса переработки льносодержащих смесей на трех технологических линиях прядения • подобраны наиболее рациональные варианты технологических цепочек.

В производственных условиях ЗАО Корд, (г. Ярославль), ОАО Егорьевская текстильная мануфактура  и ООО Фурмановская текстильная фабрика выпустили три опытные партии суровых льносодержащих низкоматериалоемких тканей специального назначения (с поверхностной плотностью 265…280 г/м2) саржевого и полотняного переплетения, в том числе с вложением термостойких химических волокон (арамидного, базальтового).

В производственных условиях ОАО Кохомский лен  и ОАО Родники-Текстиль этим тканям были приданы улучшенные защитные свойства.

В конечном результате получены опытные партии смесовых низкоматериалоемких технических тканей специального назначения с поверхностной плотностью 315…350 г/м2 . Как видно из данных, сведенных в табл.1 и табл. 2, стойкость ткани к прожиганию при t-800°С составляет 80…120 с, при этом кислородный индекс равен 37…41% в комплексе с маслонефтеотталкиванием (4…5 баллов) и биоцидностью (92…94%).

Следует обратить внимание на то, что многие импортные ткани, рекомендуемые в качестве термостойких, не обладают требуемой стойкостью к прожиганию. В то же время, для ряда разработанных льносодержащих низкоматериалоемких тканей в сертификационном центре Палматекс точно определить время прожигания даже не удалось – оно оказалось более 300 с (при нормативе 50 с).

Из полученных смесовых льносодержащих технических тканей изготовлена (рис.2) опытная партия защитных костюмов (ООО ПКФ Компания Спецзащита, Нижний Новгород) и проведена их опытная носка в условиях металлургических комбинатов.

Улучшенные свойства новых технических тканей и изготовленных из них спецкостюмов и головных уборов заключаются в следующем: термостойкости - стойкость ткани к прожиганию при t-800°С  80…120 с (у х/б ткани такой же поверхностной плотности с пропиткой Пробан – 20…25 с;  у тканей Индура производства Westex – менее 20 с при нормативе не менее 50 с • улучшенных огнезащитных свойствах - кислородный индекс 37…41% в комплексе с малонефтеотталкиванием и биоцидностью (у х/б ткани с пропиткой Пробан – 29…30%; у ткани Индура с пропиткой Пироватекс 27% при нормативе не менее 28% • высокой степени защиты спецодежды от открытого пламени, брызг расплавленного металла, искр и продуктов горения при сварке, а также гигиеничность, антистатичные свойства, комфорт при носке готовых изделий.  

Отметим, что отделочный препарат льносодержащей ткани относится к 4 классу опасности - «Вещества малоопасные»  и в отличие от пропиток  Пробан и Пироватекс не содержит формальдегид и галогены.

Ориентировочная стоимость таких тканей 200…250 руб./м2, при том, что стоимость импортных тканей составляет 600…650 руб./м2.

Нестабильность ценовой политики на хлопковом рынке при устойчивом росте производства химических волокон обусловливает мировую тенденцию по замене в изделиях массового спроса натуральных волокон на искусственные и синтетические.

На российское производство полиэфирных и смесовых тканей для выпуска текстиля бытового и технического назначения в предстоящий период окажут существенное влияние ввод нового производственного комплекса по выпуску полиэфирных волокон и нитей в Ивановской области, а также ожидаемое расширение действующих мощностей в Волгоградской (ООО Газпромхимволокно) и Тверской областях.

Это стимулирует разработку нового ассортимента смесовых тканей бытового и технического назначения, в том числе низкоматериалоемких, а также технологий их производства и способов придания улучшенных потребительских и специальных защитных свойств.

Основная научно-техническая идея работы состояла в замене хлопчатобумажной  пряжи относительно низких номеров в основе на текстурированные полиэфирные нити высоких номеров. Это позволило получить более легкие (табл.3), но плотные ткани и повысить разрывную нагрузку, прочность на истирание и износоустойчивость. Для полиэфирных основ можно будет исключить операцию шлихтования, а также получать ткани с трикотажным эффектом.

На европейском рынке 33% общего потребления смесовых текстильных материалов, содержащих полиэфирное волокно, приходится на технические ткани, предназначенные для спецодежды с защитными свойствами.

В данной работе выбран ассортимент наиболее подходящих для спецодежды хлопкополиэфирных тканей с поверхностной плотностью не более 170 г/м2 (табл.4).

Установлено, что достижение необходимого уровня защитных свойств при сохранении высоких прочностных показателей обеспечивается совместным использованием антипирирующих и биоцидных составов Тезагран, модифицированных фторсодержащими препаратами и каталитическими системами.

По разработанным технологическим режимам в производственных условиях наработаны опытные партии хлопкополиэфирных низкоматериалоемких технических тканей, окрашенных по термозольному способу с различными видами полифункциональных специальных отделок, в том числе: водоотталкивающей • кислотостойкой • биозащитной и грязеотталкивающей • огнезащитной и маслоотталкивающей • огнебиозащитной.

Качество отделки и показатели функциональных и специальных свойств новых тканей, как видно из таблицы, превосходят требуемые нормативы, а также показатели аналогичных тканей отечественных и зарубежных производителей.

Из полученных тканей на специализированных швейных предприятиях изготовлены:

защитные костюмы для работников нефтехимической промышленности (из ткани с маслогрязенефтеотталкивающей отделкой) • для работников химической промышленности (из ткани с кислотоводостойкой отделкой) •  для организаций с корпоративным дресс-кодом (из ткани с масловодоотталкивающей отделкой) • для проводников пассажирских железнодорожных вагонов (из ткани с водогрязеотталкивающей отделкой) (рис.3) • для костюмов работников медицинских учреждений (из ткани  с биозащитной грязеотталкивающей отделкой) • чехлы на матрасы пассажирских вагонов железнодорожного транспорта (из ткани с огнебиозащитной грязеотталкивающей отделкой) (рис.4) • для комфортных курток с хорошими защитными свойствами в условиях непогоды осеннее-летнего сезона (из полиэфирсодержащей саржи с водоотталкивающей отделкой и гидрофобизацией латексной пленкой мест ниточных скреплений; проклеивание швов специальной герметизирующей пленкой не приводит к снижению разрывных прочности и растяжимости швов, увеличивает их водоупорность до уровня выше, чем водоупорность ткани (рис .5).

Для одежды с повышенной степенью защиты, обеспечивающей безопасность труда работников в условиях недостаточной видимости (к ним относятся дорожно-строительные рабочие, представители ГИБДД, врачи Скорой помощи, работники МЧС, грузчики, водители, уборщики территорий, рабочие строительных специальностей, работники ЖКХ, железной дороги), а также для детской одежды в ИГХТУ разработана технология получения световозвращающих покрытий (СВП) и метод нанесения их на текстильную основу (рис.6).

В качестве полимерной составляющей композитов рекомендован отечественный пленкообразующий метакрилатстирольный сополимер – Рузин 14и, а в качестве светоотражающих элементов - стеклошарики.  Эффект световозвращения выдерживает температуру до 300ºС и сохраняется после 10 стирок при 400ºС. СВП были нанесены методом прямой печати на детали кроя костюмов.

Важная область применения полиэфирных тканей - получение на их основе материалов с поливинилхлоридным покрытием для изготовления столовых клеенок, тентовых тканей, искусственной кожи для галантерейных изделий.

Для примера в табл. 5 представлены физико-механические показатели разработанной ткани-основы (для изготовления клеенки) в сравнении с ныне используемыми тканями-аналогами. Как видно из таблицы, разработанная ткань отличается пониженной (на 31%) материалоемкостью и меньшей (на 5%) по сравнению с тканями-аналогами трудоемкостью. Сопоставимые по линейной плотности основа и уток при полотняном переплетении дают близкие прочностные характеристики по основе и утку, плоскую поверхность полотна ткани, что обеспечивает требуемое качества печатного рисунка на клеенке.

Полученные результаты были подтверждены при использовании разработанной ткани-основы различных модификаций для выпуска клеенки на ООО Колорит (Тверь), искусственной кожи на ЗАО НП Завод Искож (Йошкар-Ола), тентов на ЗАО Ивановоискож (рис.7).

Для огнезащитной отделки технической полиэфирной ткани поверхностной плотности 90…140

Разработана рецептура композиционного состава для огнезащитной отделки технической полиэфирной ткани поверхностной плотности 90…140 г/м2. Такая  ткань предназначена для использования в качестве основы для нанесения поливинилхлорида, полиуретана и других полимерных покрытий. При этом полученному изделию (тенты, чехлы) придаются свойства огнестойкости.

В последнее время все более широкое применение в различных областях техники находят нетканые материалы. При этом достаточно часто возникает потребность в нетканых полотнах с различными специальными свойствами (огнестойкостью, биозащищенностью маслогрязеотталкивание).

В нашей работе для придания таких свойств нетканые материалы обрабатывались способом пропитки или аэрозольно композиционными составами на основе антипирена Тезагран различных модификаций.

Разработанные нетканые материалы с комплексом улучшенных защитных свойств (табл.6) начинают применяться в вагоностроении и могут успешно использоваться в автомобиле- и судостроении. Применение предлагаемых материалов обеспечивает высокие свойства пожаробезопасности, термостойкости и биозащищенности изделий. При необходимости мультифункциональные препараты на той же базовой основе могут придавать дополнительно свойства маслогрязеотталкивания.

Новые нетканые материалы обеспечивают высокий коэффициент звукопоглощения (на уровне 0,5…0,9) в широком диапазоне частот, соответствуют требованиям, предъявляемым к трудногорючим материалам, и удовлетворяют существующим нормативам по экологическим показателям выделяемых при горении газообразных продуктов (объем газа, скорость выделения и токсичность).

На все разработанные текстильные материалы подготовлены и утверждены технические условия, получены патенты РФ на полезные модели, санитарно-эпидемиологические заключения и сертификаты пожарной безопасности.

Журнальный вариант доклада на Techtextil Russia Symposium 2015 (18,19 марта 2015 года).

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ