ПОЛИАМИДНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ТКАНЬ

Полезная модель относится к текстильной промышленности, в частности к созданию технической синтетической ткани на основе полиамидных нитей.
Полиамидные волокна обладают высокой прочностью, влагостойкостью, биологической стойкостью, что позволяет использовать их для изготовления технических тканей для изготовления изделий, работающих в сложных условиях. Например, полиамидные (капроновые) ткани можно использовать для изготовления текстильных контейнеров для хранения и перемещения сыпучих материалов. В частности, грунтозаполняемые конструкции для балластировки газопроводов представляют собой текстильные контейнеры, расчетный срок службы которых под нагрузкой составляет не менее 30 лет при эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
Из уровня техники известен текстильный контейнер, который изготавливают из синтетического материала и который после загрузки сыпучим материалом используют в качестве балласта, предотвращающего всплытие трубопровода, например, в результате размыва грунта траншеи. См. полезная модель RU 72294, опубликованная 10.04.2008 (Еленевский Е.В. и Карташян В.Э.).
В соответствии с приложением 2 к ИНСТРУКЦИИ 51-2.4-007-97 (РАО ГАЗПРОМ): «БОРЬБА С ВОДНОЙ ЭРОЗИЕЙ ГРУНТОВ НА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ ТРУБОПРОВОДОВ», введенной в действие с 01 июля 1997 г., предусматривающей меры по защите от водной эрозии, размыва и оголения трубопроводов, в качестве текстильного материала грунтозаполняемых конструкций для балластировки трубопроводов предусматривается ткань ТБГ-360. См.: www.gostrf.com/Basesdoc/8/8054/index.htm
2
Указанная техническая капроновая (полиамидная) ткань для балластировки газопроводов ТБГ-360 выполнена из капроновых (полиамидных) нитей линейной плотностью 187 текс. Поверхностная плотность ткани ТБГ-360 составляет 355±10 г/м. Разрывная нагрузка образца ткани 50×200 мм по основе и по утку составляет 360 кгс/см. Разрывное удлинение ткани по основе и по утку составляет 30%. Ткань ТБГ-360 является наиболее близким аналогом заявленного изобретения.
Капроновые нити, из которых выполнена указанная ткань, являются водостойкими, однако могут терять прочность под действием ультрафиолетового излучения, присутствующего в спектре дневного света, поэтому для эксплуатации в атмосферных условиях капроновые (полиамидные) нити требуют термо и свето стабилизации. Кроме того, длительные растягивающие нагрузки, статически воздействующие на ткань грунтозаполняемых конструкций, требуют разработки мер, направленных на снижение деформации существующей ткани под нагрузкой, при сохранении или при повышении ее прочностных свойств. Улучшение показателей прочности и жесткости может быть достигнуто за счет повышения плотности ткани, однако данные меры утяжеляют ткань, повышают ее стоимость и снижают способность ткани фильтровать грунтовые воды, что может ухудшить эксплуатационные характеристики грунтозаполняемых конструкций.
Полезная модель направлена на преодоление указанных недостатков за счет улучшения структуры ткани.
Дополнительно отметим, что из уровня техники известна техническая ткань полотняного переплетения, выполненная из основных и уточных капроновых комплексных нитей линейной плотности 93,5 текс с числом кручений 85-95 на метр по основе и 8-12 кручений по утку., и имеет на 10 см 86-90 нитей по основе и 87-93 нити по утку. Поверхностная плотность ткани 170-180 г/м, разрывная нагрузка для образца ткани 50×200 мм составляет 270-280 кг. Удлинение ткани при разрыве составляет 18-20%. Полезная модель RU 7106, опубликованная 16.07.1998 (ЗАО "Вятка-текс"). Однако данная ткань имеет низкое количество кручений нити по утку, что не может обеспечить снижение деформируемости ткани под статической нагрузкой по разным направлениям. Данная ткань предназначена для изготовления резинотканевых материалов. Ее структура не решает задачу повышения фильтровальных свойств ткани, а направлена на улучшение сцепления ткани с резиновой пропитывающей матрицей.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи по улучшению эксплуатационных характеристик технической полиамидной ткани в сложных климатических условиях.
Техническим результатом полезной модели является улучшение структуры ткани с повышением фильтрационных характеристик и обеспечением длительной стойкости ткани в неблагоприятных климатических условиях.
Другим техническим результатом является снижение деформируемости (растяжения) ткани под статической нагрузкой при сохранении высокого уровня прочностных свойств.
2
Для решения поставленной задачи предложена техническая полиамидная ткань, выполненная полотняным переплетением с поверхностной плотностью 320-380 г/м из комплексных нитей, полученных из расплава на основе поли-ε-капроамида, характеризующихся линейной плотностью 93-187 текс, при этом в основу и/или в уток с заданным интервалом дополнительного введены подкрученные нити, а промежуточное продольное удлинение ткани составляет не более 10% при нагрузке, величиной не более 25% от нагрузки разрушения.
Промежуточное продольное удлинение ткани является показателем, характеризующим деформируемость, то есть, растяжение ткани под статической нагрузкой. Снижение данного показателя улучшает эксплуатационные свойства грунтозаполняемых конструкций.
Заявленная техническая полиамидная ткань содержит по основе и/или по утку подкрученные нити с числом кручений (подкруток) от 30 до 300 на метр.
Техническая полиамидная ткань в предпочтительном варианте выполнена из полиамидной светотермостабилизированной нити.
Заявленная техническая полиамидная ткань имеет прочность на разрыв по основе и по утку не менее 360 кгс, при этом количество элементарных нитей в комплексной полиамидной нити составляет 140-280 нитей.
Техническая полиамидная ткань, предпочтительно, выполнена в виде полотна шириной 140-160 см.
Однако, при необходимости заявленная техническая полиамидная ткань может быть выполнена в виде полотна шириной до 320 см.
Заявленная техническая полиамидная ткань изготавливается в виде полотна с числом нитей на 10 см ткани по основе и по утку 80-90 нитей.
Техническая полиамидная ткань может быть выполнена по основе и утку из комплексной нити линейной плотности 93-187 текс, а кромка изготовлена по основе из комплексной нити линейной плотности 93,5 текс.
2
Заявленная техническая полиамидная ткань обладает высокой прочностью и низкой эластичностью. Испытание на продавливание при статическом воздействии на нее вертикальной нагрузки с удельным давлением 83,4 кПа (0,85 кгс/см) не приводит к разрушению структуры ткани.
Техническая полиамидная ткань характеризуется высокой стойкостью к ГСМ (горюче-смазочным материалам). После испытания образца ткани в среде, содержащей масло, бензин и или сырую нефть, снижение ее разрывной нагрузки составляет не более 10%.
Заявленная техническая полиамидная ткань обладает высокой стойкостью при эксплуатации в неблагоприятных климатических условиях. В частности, при циклических термовлажных воздействиях, снижение ее разрывной нагрузки составляет не более 10%.
Заявленная техническая полиамидная ткань изготовлена следующим образом.
Ткань соткана полотняным переплетением из термо-светостабилизированных полиамидных нитей, полученных путем плавления гранулята на основе поли-ε-капроамида в присутствии термо-светостабилизатора. Ввод полимерного концентрата термосветостаби-лизатора с относительной вязкостью 3,0-3,2 осуществлялся на линиях формования с помощью гравиметрической системы дозирования. Поступающий в экструдер полимерный концентрат многокомпонентного термосветостабилизатора расплавляли при температуре 270-280°С и дозировочными насосами подавали во вторую зону экструдера, оснащенного динамическим гомогенизатором. При температуре 275-290°С проводили смешивание расплавов поли-ε-капроамида и термосветостабилизатора, их гомогенизацию и дальнейшее формование с получением термосветостабилизированной поликапроамидной нити. Прочность нити составила >85 сН/текс при низком проценте отходов.
Из полученных элементарных нитей формируются комплексные нити, характеризующихся линейной плотностью 93-187 текс. Количество элементарных нитей в комплексной полиамидной нити составляет от 140 до 280 нитей.
Ткань выполняется с плотностью (числом нитей) на 10 см ткани по основе и по утку 80 - 90 нитей.
Кромка ткани выполнена по основе из комплексной нити линейной плотности 93,5 текс.
2
Техническая полиамидная ткань была изготовлена в трех вариантах в виде полотна шириной 150 см с поверхностной плотностью 320-380 г/м, при этом в первом варианте в основу ввели подкрученные нити с интервалом от 4 до 10 нитей, имеющих не менее 100 кручений на метр. Во втором варианте в уток с заданным интервалом через 10 нитей дополнительно ввели подкрученные нити, имеющие не менее 10 кручений на метр. В третьем варианте и в основу и в уток с интервалом через 4 нити ввели подкрученные нити, имеющие 300 кручений на метр.
Подкрутка уплотняет комплексную нить, и делает ткань менее рыхлой, что повышает скорость фильтрации жидкости через ткань. Кроме того, достигнутое повышение плотности ткани способствует снижению показателя ее промежуточного продольного удлинения, которое составляет менее 10% при нагрузке, величиной до 25% от нагрузки разрушения ткани.
3
2
Для изготовленных образцов ткани были определены их фильтрационные характеристики. Фильтрационная способность пропорциональна проницаемости ткани и обратно пропорциональна вязкости фильтрующейся жидкости. Водопроницаемость ткани составляет 9,5 дм/мс. Скорость фильтрации воды для изготовленных образцов ткани составила 40-60 м/сут. при фильтрационной способности не более 250 мкм.
Полученная в соответствии с приведенным описанием техническая полиамидная ткань имеет следующие свойства:
- Прочность на разрыв по основе и по утку не менее 360 кгс.
- Удлинение при разрыве по основе и утку составляет не более 30%.
- Стойкость к воздействию Уф-облучения определена после испытания образцов ткани при температуре плюс 60°С при освещенности 48 люкс и характеризуется снижением разрывной нагрузки ткани не более 25%.
- Стойкость ткани при термовлажностных воздействиях определена после 100 циклов увлажнения и высушивания по 24 часа, испытания образцов ткани при температуре плюс 80°С и плюс 20°С при W=98% и характеризуется снижением разрывной нагрузки не более 10%.
- Коэффициент морозостойкости при циклическом замораживании и оттаивании составляет 0,85 и определен после 150 циклов замораживания и оттаивания образцов ткани при температуре от минус 40°С до плюс 20°С при рН=3.
- Стойкостью влажного материала к растрескиванию: ткань остается без изменения внешнего вида и структуры после выдержки влажного образца при температуре минус 15°С в течение 24 час. и характеризуется визуальным отсутствием трещин.
Как видно из описания, использование заявленного изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики технической полиамидной ткани при ее использовании в тяжелых климатических условиях.
Корме того, снижены показатели растяжения ткани под статической нагрузкой при сохранении высокого уровня прочностных свойств в сложных климатических условиях.
Кроме того, улучшение структуры ткани привело к повышению фильтрационных характеристик и обеспечению длительной стойкости ткани в неблагоприятных климатических условиях.