СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ТКАНИ
METHOD FOR MANUFACTURING FIRE RESISTANT FLUORESCENT FABRIC

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способам изготовления огнестойких флуоресцентных полиэфирных тканей с масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами, предназначенных для накладок и составных элементов защитной одежды пожарных, персонала топливно-энергетического комплекса, сотрудников МЧС, силовых структур.
Известен способ изготовления огнестойкой тканевой ленты, полученной ткачеством или вязанием из полностью ароматического огнестойкого полиамида мета-типа в количестве от 30 до 99 мас. % или более, включающий крашение и процессы обработки с добавлением антипиренов, водоотталкивающих, фосфоресцентных и светоотражающих средств (RU 2710114 С1, кл. D04B 21/00, опубл. 24.12.2019).
Примеры дополнительно вводимых огнестойких материалов включают волокна из полностью ароматического полиамида пара-типа, огнестойкие гидратцеллюлозные волокна, модифицированные полиакрилонитрильные волокна и огнестойкие виниловые волокна.
Способ позволяет получить тканые ленты с продолжительностью остаточного горения 2 с и менее и остаточного тления 3 с и менее. Их используют в качестве составных элементов защитных костюмов пожарников, спасателей, военных и т.д.
Недостатком данного способа является то, что он не предусматривает получение огнестойких тканевых лент с высокими флуоресцентными и защитными свойствами из полиэфирных волокон.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ изготовления огнестойкой флуоресцентной ткани, включающий ткачество переплетением основы и утка, выполненных из негорючих текстурированных полиэфирных нитей и антистатических нитей в их массовом соотношении 99:1.
После крашения ткани флуоресцентными красителями на нее наносят трехслойное покрытие с промежуточными сушками между слоями. В качестве покрытия используют композицию, содержащую, мас. ч.: 100 гидрофильной полиуретановой смолы, 50 антипирена, 1 сшивающего агента, 1 катализатора и 25 толуола. Полученное покрытие подвергают заключительной сушке при температуре 130°С в течение 40-50 с и термофиксации при 150°С в течение 20-25 с.
Затем на полиэфирную ткань с покрытием приклеивают трикотажное полотно, выполненное из смесовой пряжи, содержащей 55 мас. % модакриловых волокон и 45 мас. % хлопка.
(KR 101612077 В1, кл. D01F 1/10; D01F 6/62; D03D 15/00; D06M 15/564; D06M 17/00; D06M 101/32, опубл. 12.04.2016).
Двухслойная огнестойкая флуоресцентная ткань, изготовленная по данному способу, имеет повышенные прочностные характеристики, но не сохраняет высокие флуоресцентные, огнезащитные и водоотталкивающие свойства после многократных стирок, а также имеет относительно низкие защитные свойства от масел и нефтепродуктов.
Техническим результатом изобретения является повышение огнестойкости, масло-, нефте-, водоотталкивающей способности флуоресцентной полиэфирной ткани и сохранение высоких защитных свойств ткани после многократных стирок.
Данный результат достигается тем, что в способе изготовления огнестойкой флуоресцентной ткани, включающем ткачество переплетением основы и утка, выполненных из негорючих текстурированных полиэфирных нитей и антистатических нитей, крашение ткани флуоресцентными красителями и заключительную отделку путем нанесения трехслойного покрытия композициями на основе дисперсии полиуретана с промежуточными сушками между слоями, заключительной сушки и термофиксации покрытия, фон основы и утка выполняют из полиэфирных нитей линейной плотности 90,0-150,0 денье, а просновку - из антистатических нитей линейной плотности 20,0 денье, после крашения дополнительно проводят пропитку ткани составом, содержащим, мас. %:
Эфиры перфторированных карбоновых
кислот с молекулярной массой 1400-1600
5,0-6,0
Смачиватель
0,1-0,3
Уксусная кислота 100%
0,02-0,04
Вода
до 100,
первый и второй слои покрытия формируют путем нанесения композиции, содержащей, мас. %:
Водная дисперсия полиуретана
25,0-30,0
Водная дисперсия акрилового полимера
25,0-30,0
Фосфоразотсодержащий антипирен
34,0-38,0
Диоксид титана
5,0-10,0
Полиуретановый загуститель
1,0,-2,0,
третий слой покрытия выполняют из водной дисперсии полиуретанакрилата на основе 2,4 толуилендиизоцианата и 2-гидроксиэтилакрилата в соотношении 95:5 концентрацией 50-60%.
При этом массовое соотношение полиэфирных и антистатических нитей в ткани составляет (95-99):(5-1).
При этом после промежуточных сушек и термофиксации дополнительно проводят каландрирование ткани.
2
При этом поверхностная плотность ткани составляет 120,0-140,0 г/м.
Сочетание пропитки полиэфирной ткани составом на основе эфиров перфторированных карбоновых кислот (ЭПФКК) с молекулярной массой 1400-1600; нанесения двух слоев покрытия с использованием полиуретановой и акриловой дисперсий в присутствии фосфоразотсодержащего антипирена, диоксида титана и полиуретанового загустителя при заявленных соотношениях компонентов; формирования третьего слоя покрытия из дисперсии полиуретанакрилата в заявленном соотношении реагентов и концентрации, а также каландрирования всех слоев покрытия приводит к получению синергического эффекта повышения защитных свойств флуоресцентных полиэфирных тканей.
ЭПФКК молекулярной массы 1400-1600 создают вокруг полиэфирных волокон защитный слой из фторуглеродных радикалов, расстояние между которыми меньше размера молекул воды, масла и нефти, что предотвращает проникновение указанных жидкостей внутрь ткани.
Экспериментально установлено, что при сочетании фосфоразотсодержащего антипирена и диоксида титана происходит синергическое повышение огнестойкости полиэфирной ткани.
Отличительной особенностью предложенного способа является то, что он позволяет не только получить флуоресцентные полиэфирные ткани с высокими огнестойкостью, масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами, но и дает возможность сохранить флуоресцентность и достигнутые свойства после многократных стирок.
2
Для получения готовых тканей с поверхностной плотностью 120,0-140,0 г/м при формирования фона ткани используют негорючие текстурированные 100% полиэфирные (ПЭ) нити линейной плотности 90,0-150,0 денье (D), для просновки - антистатические нити линейной плотности 20,0 D. Массовое соотношение полиэфирных и антистатических нитей в ткани составляет (95-99):(5-1).

В качестве антистатических используют карбоновые (углеродные) нити Carbon (Китай), марки Belltron (Япония) и другие или металлизированные нити, например, марок Resistat и NegaStat (США) и другие.
Введение в составы пропитки и покрытий иных дисперсий полимеров, антипиренов и фторполимеров, кроме заявленных, а также использование заявленных компонентов в других массовых соотношениях и концентрациях не позволяет получить флуоресцентную полиэфирную ткань с высокими защитными свойствами, устойчивыми к многократным стиркам.
В качестве флуоресцентных красителей используют флуоресцентный желтый, флуоресцентный оранжевый и флуоресцентный красный красители производства Китая, Южной Кореи, Италии и других.
1
11
ЭПФКК с молекулярной массой 1400-1600 получают путем этерификации фторангидридов перфторированных карбоновых кислот алифатическими спиртами ряда С-С при их молярном соотношении 1:1,1 и температуре 45-50°С по схеме:
3
Полученные соединения представляют собой бесцветные или светло-желтые жидкости с вязкостью 700-1700 мПа⋅с, плотностью 1650-1830 кг/м. Они термостабильны до температуры 300°С, не горючи, взрыво-пожаробезопасны и не токсичны (4 класс опасности).

В качестве смачивателя используют неионогенные поверхностно-активные вещества, например, на основе этоксилатов спиртов жирного ряда: Dispersol LC, Marlipal (Германия), Флюавет UD (Швейцария); на основе смеси алкилфосфатов и этоксилатов жирных спиртов: Rucowet FN, Rucowet VL (Германия) и другие.
В качестве водных дисперсий полиуретана в первом и втором слоях покрытия используют препараты: Аквапол 12 по ТУ 2251-371-10488057-2004 (Россия), Lefasol CTF 45001-1 (Германия), Ruco-coat PU 1110, Ruco-coat PU 3510 (Германия) и другие.
В качестве водных дисперсий акрилового полимера в первом и втором слоях покрытия используют препараты: Аппретан Е2100 по ТУ 6-15-1603-88 (Россия), Игкагуард SOFT (Испания), Lefasol CTF 17001-1 (Германия), Ruco-coat AC 3330 (Германия) и другие.
В качестве фосфоразотсодержащих антипиренов используют такие препараты, как Eagleban FRA-7111 (Нидерланды), Ruco-coat FRP cone (Германия), Aflammit SAP фирмы THOR (Великобритания) и другие.
В качестве полиуретанового загустителя применяют Лапрол Д3 по ТУ 2226-367-10488057-2003, Lefasol 410, Ruco-coat ΤΗ 5005 (Германия) и другие.
Полиуретанакрилат на основе 2,4 толуилендиизоцианата (2,4-ТДИ) и 2-гидроксиэтилакрилата (2-ГЭА) в соотношении 95:5 получают в две стадии: вначале проводят реакцию взаимодействием избытка 2,4-ТДИ с олигомерным полиолом, затем полученный продукт обрабатывают 2-ГЭА с добавлением воды для эмульгирования.
В результате получают 50-60%-ную водную полиуретанакриловую дисперсию с сухим остатком 34,5÷1,5%, рН=7-8 и вязкостью 12000-15000 мПа⋅с.
Состав для пропитки готовят последовательным смешиванием ЭПФКК со смачивателем, водой и уксусной кислотой 100% до рН 4,5-5,5 при заявленном соотношении компонентов.
Композицию для первого и второго слоев покрытия готовят последовательным смешиванием водной дисперсии полиуретана, водной дисперсии акрилового полимера, фосфоразотсодержащего антипирена, диоксида титана и полиуретанового загустителя при заявленном соотношении компонентов.
Технология способа заключается в следующем.
Производят суровую полиэфирную ткань, фон основы и утка которой выполнен из негорючих текстурированных 100% ПЭ нитей линейной плотности 90,0-150,0 D, а просновка основы и утка - из антистатических нитей линейной плотности 20,0 D. Массовое соотношение полиэфирных и антистатических нитей в ткани составляет (95-99):(5-1).
Полученную ткань подвергают расшлихтовке, промывке, сушке и крашению флуоресцентными красителями по известной технологии.
После сушки проводят пропитку ткани на сушильно-ширильно-стабилизационной машине составом, содержащим, мас. %: 5,0-6,0 ЭПФКК с молекулярной массой 1400-1600, 0,1-0,3 смачивателя, 0,02-0,04 уксусной кислоты 100% и воды до 100 при температуре 100-110°С.
После повторной сушки на поверхность ткани раклей наносят первый и второй слои покрытия при температуре 100-110°С с промежуточными сушкой при 100-120°С и каландрированием между слоями. Для покрытий используют композицию, содержащую, мас. %: 25,0-30,0 водной дисперсии полиуретана, 25,0-30,0 водной дисперсии акрилового полимера, 34,0-38,0 фосфоразотсодержащего антипирена, 5,0-10,0 диоксида титана и 1,0-2,0 полиуретанового загустителя.
Третий слой покрытия формируют из 50-60%-ной водной дисперсии полиуретанакрилата после сушки и каландрирования нанесенных двух слоев. После заключительной сушки при 100-120°С проводят термофиксацию покрытия при 140-150°С и каландрирование.
2
Получают огнестойкую флуоресцентную полиэфирную ткань с масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами поверхностной плотности 120,0-140,0 г/м.
В таблице 1 представлены характеристики нитей и структуры полученной ткани, в таблице 2 - составы для пропитки и покрытий по примерам. Примеры 4 и 5 являются сравнительными.
Для проведения сравнительных испытаний влияния многократных стирок на защитные свойства тканей в примере 6 изготовлена огнестойкая флуоресцентная ткань по прототипу.
Пример 6 (прототип KR 101612077).
Суровую ткань изготавливали переплетением основы и утка, выполненных из негорючих текстурированных ПЭ нитей и антистатических нитей (карбоновых) в их массовом соотношении 99:1.
После крашения ткани флуоресцентными красителями на нее наносили трехслойное покрытие с промежуточными сушками между слоями. В качестве покрытия использовали композицию, содержащую, мас. ч.: 100 гидрофильной полиуретановой смолы, 50 антипирена, 1 сшивающего агента, 1 катализатора и 25 толуола. Полученное покрытие подвергали заключительной сушке при температуре 130°С в течение 45 с и термофиксации при 150°С в течение 25 с.
Затем на полиэфирную ткань с покрытием приклеивали трикотажное полотно, выполненное из смесовой пряжи, содержащей 55 мас. % модакриловых волокон и 45 мас. % хлопка.
Результаты испытаний огнестойких флуоресцентных полиэфирных тканей, изготовленных предложенным способом и способом по прототипу, представлены в таблице 3.
Время остаточного горения и тления ткани определяли по ГОСТ ISO 15025-2012, водоупорность - по ГОСТ 3816-81 (ИСО 811-81), водоотталкивание - по ГОСТ 30292-96, п. 7.10, маслоотталкивание - по ГОСТ 11209, п. 7.19, нефтеотталкивание - по ГОСТ 11209, п. 7.20, устойчивость окраски к стиркам - по ГОСТ 9733.4-83, коэффициент яркости - по ГОСТ 12.4.281-2014.
Использование предложенного способа позволит изготавливать огнестойкие флуоресцентные полиэфирные ткани с масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами, устойчивыми к многократным стиркам.