НИТЬ, ТКАНЬ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
THREAD, FABRIC AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

Изобретение относится к нити из экструдированного и сшитого после экструзии силиконового каучука, а также к ткани с нитями основы и/или уточными нитями и покрытием из сшитого силиконового каучука, причем нить или покрытие содержит фракцию фторкаучука. Изобретение относится также к способу получения таких нитей и тканей.
Такие нити и ткани используются в материалах для выравнивания давления (так называемые прижимные подушки) в гидравлических одно– и многоэтажных обогреваемых прессах при кашировании древесно–стружечных плит декоративной бумагой, пропитанной термореактивной смолой, или при изготовлении ламинатов высокого давления.
Прижимные подушки в обогреваемых прессах испытывают длительное воздействие высоких температур, а также химическую нагрузку, вызванную действием масел, возникающую из–за утечки масла из установки. Другим видом химической нагрузки является действие пара, например, формальдегида, который выделяется из материалов плиты и смолы. Это приводит к преждевременному износу матов, что сильно снижает способность после деформации возвращаться в исходное состояние. Так как вулканизованные силиконовые каучуки и их сополимеры часто имеют липкие поверхности, нити после экструзии необходимо обрабатывать тальком, силиконовыми маслами или другими добавками, чтобы они не склеивались в процессе намотки и чтобы в дальнейшем процессе выработки ткани не происходило возмущений скорости разматывания. Фторкаучук (FKM) и фторсиликоновый каучук (MFQ/FVMQ) имеют лучшую термостойкость и химическую стойкость по сравнению с силиконовомым каучуком (MVQ/VMQ).
В DE 20008249 U1 описана прижимная подушка с нитью вышеуказанного типа и предлагается, наряду с прочим, получать нить из эластомерной смеси, приготавливая перед сшивкой смесь обычного силиконового каучука с фторсиликоновым каучуком. Доля фторкаучука на поверхности нити является слишком низкой, чтобы обеспечить достаточную защиту от указанных химикатов.
На фоне изобретения, в EP 1300235 A1 для получения прижимной подушки предлагается покрывать ткань из металлических теплопроводящих нитей силиконовым каучуком и затем сшивать покрытие. В DE 2319593 A1 описывается другая прижимная подушка с металлической тканью, введенной в силиконовый эластомер. Из EP 0735949 A1 известна прижимная подушка с тканью нитей силиконового эластомера и металлических нитей.
Задачей изобретения является улучшение термической и химической стойкости.
В отличие от известных нитей, в изобретении предлагается, чтобы нить содержала фракцию фторкаучука только на поверхности. В результате концентрирования фторкаучуковой фракции на поверхности нити ее термическая и химическая стойкость заметно повышается.
Предпочтительно, ткань согласно изобретению содержит такие нити в качестве нитей основы и/или уточных нитей. Ткань с нитями из силиконового эластомера в данной области техники известна.
Исходя из известной ткани, в соответствии с изобретением альтернативно предлагается, чтобы покрытие содержало фракцию фторкаучука только на поверхности. Здесь также в результате концентрирования фракции фторкаучука у поверхности покрытия его термическая и химическая стойкость заметно улучшается.
Предпочтительно, нити основы и/или уточные нити ткани согласно изобретению состоят из металла. В таком случае нити основы и/или уточные нити имеют заметно повышенную механическую прочность. Более предпочтителен металл, скрученный в жгут. В этом случае нити основы и/или уточные нити имеют по сравнению с одножильной проволокой равного сечения более высокую прочность при растяжении и одновременно более высокую эластичность при изгибе. Более предпочтительно, металл является медью. При этом нити основы и/или уточные нити имеют более высокую теплопроводность по сравнению с другими металлами.
Согласно изобретению, гидравлический пресс предпочтительно работает с прижимной подушкой из такой ткани. Прижимная подушка и работа гидравлических прессов с тканями из или с силиконовым эластомером в данной области известны.
Исходя из известного способа получения нити или ткани с покрытием, в соответствии с изобретением предлагается, чтобы фторкаучуковая фракция была получена только в результате поверхностного фторирования сшитых нитей или покрытия фторирующим газом. Способ по изобретению приводит к вышеописанным нитям или тканям согласно изобретению и характеризуется указанными для них преимуществами.
Предпочтительно, нити основы и/или уточные нити в способе по изобретению сначала покрывают силиконовым каучуком, а затем ткут с получением ткани. Эта последовательность известна, например, из DE 20008249 U1.
Более предпочтительно, в одном таком способе согласно изобретению силиконовый каучук перед выработкой ткани сшивают и фторируют. Сшивка перед выработкой ткани также известна, например, из DE 20008249 U1. В результате фторирования снижается поверхностное натяжение силиконового эластомера (то есть силиконового каучука после сшивки). Способность к перемотке нити в ткацком станке улучшается настолько существенно, что ткань при работе имеет пониженное истирание эластомерных нитей.
Альтернативно, в одном способе согласно изобретению нити основы и/или уточные нити сначала предпочтительно ткут с получением ткани, и ткань покрывают силиконовым каучуком. Эта последовательность известна, например, из EP 1300235 A1.
В одном способе согласно изобретению фторирующий газ предпочтительно состоит на по меньшей мере 0,5 об.% из газообразного фтора или фторирующего агента и на по меньшей мере 50 об.% из инертного газа. Более предпочтительно, фторирующий газ содержит 10 об.% газообразного фтора или фторирующего агента.
Далее изобретение поясняется на одном примере осуществления. Нить 1 согласно изобретению сначала непрерывного экструдируют с толщиной 1,5 мм из несшитого силиконового каучука со стержневой нитью из многожильных медных нитей и в следующей за экструдером зоне нагрева сшивают с получением силиконового эластомера. На фигуре схематически показано устройство 2 для дальнейшего приготовления нити 1 согласно изобретению после экструзии и сшивки. Нить 1 проходит через первую шлюзовую систему 3 в камеру обработки 4. В роликовой системе 5 с поднимающимися и опускающимися роликами 6 число роликов 6 и расстояние между ними задают продолжительность воздействия фторирующего газа примерно две минуты.
Устройство 2 обрабатывается газом, поступающим через вентиль 7 для впуска инертного газа, вентиль 8 для впуска фторирующей газовой смеси и вентиль 9 для впуска воздуха. Количество введенной газовой смеси измеряется дозатором 10. Следующий вентиль 11 управляет вытяжной линией 12, а последний вентиль 13 направляет отработанный газ на абсорбер 14 для разделения фтористого водорода и фторсодержащей газовой смеси.
Фторированная нить 1 покидает устройство 2 через вторую шлюзовую систему 15 и затем направляется на непоказанную секцию намотки. Шлюзовые системы 3, 15 предотвращают утечку непоказанного фторирующего газа из камеры обработки 4.
После выхода из зоны нагрева нить 1 еще имеет температуру от 50°C до 80°C, что благоприятствует фторированию. В альтернативном варианте осуществления камера обработки 4 может быть дополнительно оборудована нагревателем.
2
2
Камеру обработки 4 сначала продувают при атмосферном давлении и комнатной температуре инертным газом (азот, аргон, неон, гелий или другой газ из ряда инертных газов) и освобождают от воздуха, затем вводят фторирующий газ, состоящий из 10 об.% газообразного фтора (F) и 90 об.% азота (N). В альтернативном варианте осуществления фторирующий газ вместо молекулярного фтора может состоять из фторида галогена или инертного газа.
Дозатор 10 контролирует наполнение камеры обработки 4, вентиль к абсорберу закрыт. Так как процесс протекает в непрерывном режиме, необходима подрегулировка технологического газа.
Фторирование представляет собой химическую реакцию, а не нанесение покрытия. Поэтому глубина проникновения атомов фтора в поверхность силиконового эластомера соответствует молекулярному диапазону, т.е. нить или покрытие имеют лишь "поверхностную" фторкаучуковую фракцию. Основная цепь силиконового каучука состоит из чередующихся атомов кремния и кислорода и прикрепленных к ним углеводородных групп. В результате фторирования на поверхности в углеводородных группах атомы водорода заменяются атомами фтора. При этом образующийся фтористый водород (HF) подают на абсорбцию карбонатом кальция и превращают во фторид кальция (плавиковый шпат).
После фторирование эластомерные нити состоят из сополимеров полиметилсилоксана и фторсиликонового каучука. Из–за более высокой по сравнению с углеродом и водородом энергии связи углерода и фтора образующийся фторкаучук имеет заметно более высокую термическую и химическую стойкость.
Высокая эластичность силиконового эластомера сохраняется. Кроме того, фторированные поверхности содержат барьерный слой от неполярных веществ, одновременно предотвращается инфильтрация, диффузия и миграция, а также выход летучих компонентов из силиконового эластомера, что могло бы привести к неприятному запаху. В целом, наблюдается более длительный срок службы прижимных подушек при неизменном качестве материала.
Покрытие нити 1 имеет перед фторированием поверхностное натяжение 31 мН/м, а после фторирования 56 мН/м. Трение покоя/скольжения снижается наполовину с примерно 4,5 Н до 2 Н, сила трения о стекло снижается с примерно 10 Н до 0,8 Н. Таким образом, поверхность нити 1 согласно изобретению после фторирования больше не проявляет липкости. Использования добавок разделительного агента, в частности талька, перед намоткой нитей 1 на катушки не требуется, не возникает также загрязнений из–за отложений разделительного агента на деталях ткацких машин. В ткацком станке нить движется без простоя, особенно безупречно в направлении утка, трение покоя и скольжения, а также липкость заметно снижены по сравнению с известным уровнем техники или устранены. Кроме того, по существу предотвращается анаэробное старение из–за деполимеризации силиконового эластомера.
Нить 1 согласно изобретению и полученная из ткани согласно изобретению прижимная подушка имеют высокую стойкость к горячему пару, горячим нафтеновым и ароматическим маслам, бензину, алифатическим и ароматическим олефинам, кетонам, силиконовому маслу, хлористому водороду, кислотам и щелочам, а также имеют высокую стойкость при высоких температурах (> 130°C). Кроме того, они отличаются высокой гибкостью и способностью к восстановлению формы.
На чертеже:
1
нить
2
устройство
3
шлюзовая система
4
камера обработки
5
роликовая система
6
ролик
7
вентиль для инертного газа
8
вентиль для газообразного фтора/фторсодержащей газовой смеси
9
вентиль для воздуха
10
дозатор
11
вентиль для отходящего воздуха
12
вытяжная линия
13
вентиль для отходящего воздуха
14
абсорбер
15
шлюзовая система.