Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ТКАНИ, ОТРАЖАЮЩЕЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способам производства тканей, обладающих комплексом защитных свойств: масло-, водоотталкивающим эффектом и способностью отражать УФ-излучение, что позволяет их использовать при изготовлении специальной одежды для военнослужащих, сотрудников силовых структур и МЧС.

Спецодежда, изготовленная из этой ткани, может служить для маскировки личного состава на снегу от обнаружения приборами в диапазоне УФ-излучения.

Ультрафиолетовое излучение - электромагнитное излучение (ультрафиолетовые лучи), занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучением. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм (7,5-10¹⁴ - 3-10¹⁶ Гц).

Известен способ изготовления защитной ткани с камуфлирующим эффектом путем переплетения основы и утка, выполненных из комбинированных нитей, состоящих из комплексной арамидной нити линейной плотности не менее 8 текс с круткой не менее 100 кр/м и хлопчатобумажной пряжи линейной плотности не менее 15 текс с круткой не менее 450 кр/м в их массовом соотношении (30-60):(70-40) соответственно, изаключительной отделки путем камуфлированного оформления, огнестойкой, водо-, масло-, грязеотталкивающей пропитки.

Причем пряжа и нить имеют однонаправленную крутку и противоположную крутку не менее 280 кр/м, а ткань выполнена с поверхностной плотностью не менее 100 г/м² (RU 2129173 С1, кл. D03D 15/00, опубл. 20.04.1999).

Недостатком известного способа является то, что полученная защитная ткань не обладает способностью отражать электромагнитное излучение в УФ-диапазоне, поэтому не может быть использована для маскировки от обнаружения датчиками на снегу.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ изготовления защитной ткани поверхностной плотности 200-400 г/м², отражающей ультрафиолетовое излучение, путем переплетения основы и утка, выполненных из комбинированных нитей с сердечником из полиэфирных и оболочкой из поливинилацетатных нитей при соотношении сердечник-оболочка 20:80-65:35, предпочтительно 30:70-50:50, беления, пропитки фторорганическим соединением 0,1-5,0% по весу, сушки и термообработки (JP 3266785 В2, кл. D02G 3/02; D03D 15/00; F21V 7/22; F41H 3/00; G02B 5/26, опубл. 18.03.2002).

Недостатком данного способа является относительно низкие масло- и водоотталкивающие свойства полученной ткани из-за невысокого расхода фторорганических соединений (0,1-5,0% по весу), Кроме того, данная ткань не сохраняет защитные свойства в процессе многократных стирок.

Техническим результатом изобретения является получение защитных тканей, отражающих ультрафиолетовое излучение, с высокими масло-, водоотталкивающими свойствами и высокой устойчивостью к стиркам.

Данный результат достигается тем, что в способе изготовления защитной ткани, отражающей ультрафиолетовое излучение, включающем получение ткани переплетением основы и утка, беление и заключительную отделку путем пропитки водной эмульсией фторполимера, сушки и термообработки, основу и уток ткани выполняют из пряжи линейной плотности 24-26 текс на основе полипропиленовых и вискозных волокон в их массовом соотношении (25-30):(75-70), в качестве фторполимера используют гиперразветвленный фторполимер на основе перфторированных карбоновых кислот ряда C₅-С₆ концентрацией 77,0-83,0 г/л и пропитку им ведут в присутствии каталитической смеси солей органических монокарбоновых кислот ряда С₂-С₄ с катионами двух-, трехвалентных металлов концентрацией 18,0-22,0 г/л.

При этом концентрация водной эмульсии гиперразветвленного фторполимера составляет 8-10%.

Отличительной особенностью предложенного способа является то, что ткань, полученная из пряжи на основе смеси полипропиленовых и вискозных волокон, взятых в массовом соотношении (25-30):(75-70), с последующим ее белением приобретает способность отражать УФ-излучение, что делает изготовленную из нее спецодежду «не видимой» на снегу для приборов, работающих в УФ-диапазоне.

Пропитка ткани водной эмульсией гиперразветвленного фторполимера на основе перфторированных карбоновых кислот ряда C₅-С₆ в присутствии каталитической смеси солей органических монокарбоновых кислот ряда С₂-С₄ с катионами двух-, трехвалентных металлов в заявленных концентрациях позволяет получить модифицированную ткань с перманентными масло-, водоотталкивающими свойствами, что позволяет сохранить защитные свойства ткани после многочисленных стирок.

Каталитическая смесь солей органических кислот интенсифицирует процесс сшивания гиперразветвленного фторполимера и фиксации его в структуре ткани.

Экспериментальным путем установлено, что при совместном использовании заявленных отличительных признаков происходит синергический эффект повышения всех защитных свойств полученной по изобретению ткани.

Введение в состав пряжи иных волокон или использование полипропилена и вискозы в иных массовых соотношениях, а также использование других фторполимеров и катализаторов в других концентрациях, кроме заявленных, не позволяет получить ткань, отражающую УФ-лучи, с высокими масло-, водоотталкивающими свойствами и устойчивостью к многократным стиркам.

Водную эмульсию гиперразветвленного фторполимера на основе перфторированных карбоновых кислот ряда C₅-C₆ получают методом эмульсионной полимеризации С₅-С₆-мономеров производных перфторкислот в атмосфере азота в присутствии инициатора полимеризации, эмульгатора, стабилизатора и дистиллированной воды при температуре 60-80°С и давлении 1,1-1,5 МПа в течение 2-3 ч.

Полученный препарат представляет собой эмульсию белого цвета с относительной плотностью при 20°С - 1,01-1,03 г/см³ и рН=8-9.

Гиперразветвленные фторполимеры являются несшитыми полимерами, макромолекулы которых характеризуются отсутствием как структурной, так и молекулярной однородности.

Указанные полимеры могут обладать линейной структурой с функциональными боковыми ответвлениями или сочетанием неразветвленных и разветвленных молекулярных фрагментов.

Каталитическая смесь солей органических монокарбоновых кислот ряда С₂-С₄ с катионами двух-, трехвалентных металлов (Катализатор ФБК) содержит соли Zn (II), Al (III) и других двух-, трехвалентных металлов, представляет собой кристаллы белого цвета с температурой плавления 260-270°С.

Технология способа изготовления защитной ткани заключается в следующем.

Ткань полотняного переплетения получают на пневматическом ткацком станке «TOYOTA» (Япония), модель JAT 810 из пряжи линейной плотности 24-26 текс, изготовленной из полипропиленовых и вискозных волокон, взятых в массовом соотношении (25-30):(75-70), по основе и утку.

Число нитей на 10 см: по основе - 350, по утку - 225.

Полученную суровую ткань подвергают пропитке на пропиточной машине белящим раствором на основе пероксида водорода по известной технологии. После отжима до 100% ткани упаковывают в полиэтиленовую пленку, выдерживают в течение 24 ч, затем промывают горячей (70-90°С) и холодной водой на промывной машине, сушат при температуре 100-120°С.

Заключительную отделку производят на сушильно-ширильной термофиксационной линии путем пропитки ткани 8-10%-ной водной эмульсией гиперразветвленного фторполимера на основе перфторированных карбоновых кислот ряда C₅-С₆ концентрацией 77,0-83,0 г/л в присутствии каталитической смеси солей органических монокарбоновых кислот ряда С₂-С₄ с катионами двух-, трехвалентных металлов (Катализатор ФБК) концентрацией 18,0-22,0 г/л. Уксусной кислотой рН среды приготовленной композиции доводят до 5,0-5,5.

Затем производят сушку при температуре 100-120°С и термообработку при 160-170°С в течение 80-90 сек.

В таблице 1 представлены параметры способа по примерам. Примеры 4 и 5 являются контрольными.

В примере 6 для проведения сравнительных испытаний была изготовлена ткань способом по прототипу (JP 3266785).

Пример 6 (прототип). Ткань полотняного переплетения получена из комбинированных нитей с сердечником из полиэфирных нитей и оплеткой из поливинилацетатных в их массовом соотношении 30:70 соответственно. После беления и сушки ткань подвергали заключительной отделке с использованием фторорганического препарата компании Asahi Guard (Япония) концентрацией 5,0%, сушке и термообработке.

Результаты испытаний защитных тканей, изготовленных предложенным способом и способом по прототипу, представлены в таблице 2.

Поверхностную плотность тканей определяли по ГОСТ 3811-72; водоотталкивание - по ГОСТ 30292-96, п. 7.10; маслоотталкивание - по 11209, п. 7.19; стойкость к истиранию по плоскости - по ГОСТ 29104.17-91; коэффициент отражения - по методическим указаниям МУ.09.001-87.

Использование предложенного способа позволит изготавливать защитные ткани, отражающие ультрафиолетовое излучение, для специальной одежды военных, сотрудников силовых структур и МЧС с высокой устойчивостью к стиркам и масло-, водоотталкивающими свойствами.