ткань техническая из полиамидных и полиэфирных нитей

Формула изобретения

1. Ткань техническая из синтетических нитей для изготовления грунтозаполняемых конструкций, отличающаяся тем, что она выполнена полотняным переплетением с поверхностной плотностью 320-380 г/м ² из комплексных полиамидных и полиэфирных нитей, характеризующихся линейной плотностью 93-250 текс, с обеспечением величины промежуточного продольного удлинения ткани не более 10% при приложении нагрузки до 25% от нагрузки ее разрушения.

2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена комбинированной путем введения в основу и/или в уток нитей различного состава.

3. Ткань по п.2, отличающаяся тем, что она выполнена по основе из полиамидных комплексных нитей, а по утку через интервал от 4 до 10 комплексных полиамидных нитей введены полиэфирные нити, выработанные из полиэтилентерефталата (полиэстера).

4. Ткань по п.2, отличающаяся тем, что по основе она выполнена из комплексных термостабилизированных полиамидных нитей, а по утку она выполнена из светостабилизированных полиэфирных или полиамидных нитей.

5. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что количество элементарных нитей в комплексной нити составляет 140-280 шт.

6. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что удлинение при разрыве в направлении по основе и утку составляет не более 30%.

7. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что при испытании на продавливание путем статического воздействия вертикальной нагрузки с удельным давлением 83,4 кПа (0,85 кгс/см² ) структура ткани сохраняется без разрушения.

8. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде полотна шириной 150-160 см.

9. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде полотна шириной до 320 см.

10. Ткань по п.8 или 9, отличающаяся тем, что она выполнена в виде полотна с числом комплексных нитей на 10 см ткани по основе и по утку 80-90.

11. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена путем дополнительного введения в основу и/или в уток подкрученной нити.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к созданию технической синтетической ткани для изготовления грунтозаполняемых конструкций для балластировки трубопроводов, в частности для балластировки газопроводов.

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. Сложные условия эксплуатации грунтозаполняемых конструкций балластировочных устройств газопроводов предъявляют высокие требования к качеству синтетической технической ткани, из которой их изготавливают.

Из уровня техники известен текстильный контейнер, предназначенный для использования (после загрузки сыпучим материалом) в качестве балласта для трубопроводов, предотвращающий всплытие трубопровода, например, в результате размыва грунта траншеи или воздействия на трубопровод, размещенный в водонасыщенных грунтах, выталкивающей силы (см. полезная модель RU 72294, опубликованная 10.04.2008, патентообладатели: Еленевский Е.В. и Карташян В.Э.). Указанный контейнер изготавливают из синтетического материала, предпочтительно, из полиамидного материала, загружают грунтом и размещают в траншее на трубопроводе.

Из уровня техники также известны различные виды технических тканей, в том числе тканей из полиамидных или из полиэфирных нитей: RU 7106, RU 13803, RU 9614, RU 2258105, RU 2068892, однако ни одна из указанных тканей не предназначена для использования при балластировке трубопроводов.

В соответствии с приложением 2 к ИНСТРУКЦИИ 51-2.4-007-97 (РАО ГАЗПРОМ): «БОРЬБА С ВОДНОЙ ЭРОЗИЕЙ ГРУНТОВ НА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ ТРУБОПРОВОДОВ» от 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 использование полиамидной технической ткани, например ТБГ-360, или полиэфирной (лавсановой) технической ткани, например ТЛ-60 - РО, см.: www.gostrf.com/Basesdoc/8/8054/index.htm

Указанная техническая полиэфирная ткань ТЛ-60 - РО выполнена из полиэфирных (лавсановых) нитей и имеет поверхностную плотность 300±20 г/м², прочность на разрыв по основе и по утку 324 кгс при испытании образца ткани размером 50×200 мм, удлинение ткани при разрыве по основе и по утку составляет 21% (ТУ 8378-003-00302379-93).

Упомянутая в инструкции 51-2.4-007-97 техническая полиамидная (капроновая) ткань для балластировки газопроводов ТБГ-360 выполнена из полиамидных (капроновых) нитей с линейной плотностью 187 текс. Поверхностная плотность ткани ТБГ-360 составляет 355±10 г/м² . 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.

Из уровня техники не известно совместное использование полиамидных и полиэфирных нитей (волокон) для изготовления синтетической ткани для балластирующих устройств трубопроводов.

Длительные растягивающие нагрузки, статически воздействующие на ткань при эксплуатации грунтозаполняемых конструкций, требуют разработки мер, направленных на снижение деформации (растяжения) существующих видов ткани под нагрузкой, при сохранении или при повышении прочностных свойств. Улучшение показателей прочности и жесткости может быть достигнуто за счет повышения плотности ткани. Однако данные меры повышают стоимость ткани и снижают ее способность фильтровать грунтовые воды, что может ухудшить эксплуатационные характеристики грунтозаполняемых конструкций.

Заявленное изобретение направлено на преодоление указанных недостатков за счет улучшения структуры технической ткани путем совместного использования полиамидных и полиэфирных комплексных нитей для ее изготовления. Полиэфирные нити являются менее эластичными, чем полиамидные нити. Так разрывное удлинение полиамидных нитей составляет 14-20%, а полиэфирных - 9-15%, что позволяет снизить показатели эластичности ткани при их совместном использовании, в частности, при введении полиэфирных нитей в уток.

Техническим результатом изобретения является снижение деформируемости (растяжения) ткани под статической нагрузкой при сохранении высокого уровня прочностных свойств.

Для решения поставленной задачи предложена ткань техническая из синтетических нитей для изготовления грунтозаполняемых конструкций, которая выполнена полотняным переплетением с поверхностной плотностью 320-380 г/м² из комплексных полиамидных и полиэфирных нитей, характеризующихся линейной плотностью 93-250 текс, с обеспечением величины промежуточного продольного удлинения ткани не более 10% при приложении нагрузки до 25% от нагрузки ее 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 ткань выполнена комбинированной путем введения в основу и/или в уток нитей различного состава, например, она может быть выполнена по основе из полиамидных комплексных нитей, а по утку через интервал от 4 до 10 комплексных полиамидных нитей могут быть введены полиэфирные нити, выработанные из полиэтилентерефталата (полиэстера).

В другом варианте заявленная ткань по основе может быть выполнена из комплексных термостабилизированных полиамидных нитей, а по утку - из светостабилизированных полиэфирных и полиамидных нитей, чередующихся через заданный интервал, что приводит к постепенному изменению окраски ткани под действием света или ультрафиолетового облучения. Дело в том, что термостабилизированные полиамидные нити не содержат в своем составе оптических отбеливателей и будут с течением времени приобретать более темную окраску.

Прочность заявленной ткани на разрыв в направлении по основе и по утку составляет не менее 360 кгс. При этом количество элементарных нитей в комплексной нити составляет 140-280 нитей.

Техническая ткань для изготовления грунтозаполняемых конструкций должна обладать высокой стойкостью на продавливание под действием статической и динамической нагрузки компонентов грунта. При испытании на продавливание путем статического воздействия вертикальной нагрузки с удельным давлением 83,4 кПа (0,85 кгс/см ²) установлено, что структура полученной ткани сохраняется без разрушения.

В предпочтительном варианте заявленную ткань выпускают в виде полотна шириной 150-160 см, однако, при необходимости, она может быть выполнена в виде полотна шириной до 320 см.

Заявленная техническая ткань изготавливается в виде полотна с числом комплексных нитей на 10 см ткани по основе и по утку 80-90 нитей.

Для дополнительного улучшения свойств заявленная ткань может содержать подкрученные нити, введенные в основу и/или в уток ткани.

Заявленная техническая синтетическая ткань для изготовления грунтозаполняемых конструкций была изготовлена следующим образом.

Пример 1.

Техническая ткань из синтетических нитей, предназначенная для изготовления грунтозаполняемых конструкций, соткана в виде полотна шириной 150-160 см, выполненного полотняным переплетением с поверхностной плотностью 360 г/м² из комплексных полиамидных и полиэфирных нитей. При этом по основе использована полиамидная нить с линейной плотностью 144 текс, а по утку использована комплексная нить из полиэстера с линейной плотностью 111 текс. Число комплексных нитей на 10 см ткани по основе и по утку составляет 80-90 нитей.

Испытание образца полученной ткани показало, что величина промежуточного продольного удлинения ткани составляет 8,5% при приложении нагрузки до 25% от нагрузки ее разрушения.

Пример 2.

Техническая ткань из синтетических нитей, предназначенная для изготовления грунтозаполняемых конструкций, соткана так же, как указано в примере 1, отличие состоит в том, что по утку используют чередование комплексных полиамидных и полиэфирных нитей, а именно, через интервал от 4 до 10 комплексных полиамидных нитей введены полиэфирные нити, выработанные из полиэтилентерефталата (полиэстера). При этом ткань изготовлена в виде полотна шириной до 300 см.

Пример 3.

Техническая ткань из синтетических нитей, предназначенная для изготовления грунтозаполняемых конструкций, соткана так же, как указано в примере 1, отличие состоит в том, что по основе она выполнена из комплексных термостабилизированных полиамидных нитей, а по утку она выполнена из светостабилизированных полиэфирных и полиамидных нитей. При этом ткань изготовлена в виде полотна шириной до 320 см.

Введение в состав ткани термостабилизированных полиамидных нитей, не содержащих оптических отбеливателей, не ухудшает прочностных свойств полученной ткани для заявленного ее применения, однако приводит к постепенному изменению окраски ткани под действием света или ультрафиолетового облучения, что позволяет идентифицировать данную ткань в сравнении с образцами аналогичной ткани других производителей.

Пример 4.

Техническая ткань из синтетических нитей, предназначенная для изготовления грунтозаполняемых конструкций, соткана так же, как указано в примере 1, отличие состоит в том, что в основу и в уток с интервалом через 5 нитей дополнительно введены подкрученные нити. При этом ткань изготовлена в виде полотна шириной до 150 см.

Для приведенных выше примеров 1-4 полученная техническая ткань из полиамидных и полиэфирных нитей имела прочность ткани на разрыв в направлении по основе и по утку не менее 360 кгс, а удлинение при разрыве в направлении по основе и утку - не более 30%. Кроме этого патентуемая ткань имеет следующие характеристики:

- Устойчивость к тепловому старению ткани определена после испытаний образцов ткани при температуре плюс 110°C и характеризуется снижением разрывной нагрузки ткани не более 25% (отметим, что снижение разрывной нагрузки здесь и далее определено, как значение максимальной нагрузки по отношению к первоначальному).

- Водопроницаемость ткани составляет 9,5 дм³/м²c при фильтрационной способности не более 250 мкм.

- Стойкость ткани к обводнению характеризуется снижением разрывной нагрузки не более 25%.

- Стойкость к воздействию Уф-облучения определена после испытания образцов ткани при температуре плюс 60°C при освещенности 48 люкс и характеризуется снижением разрывной нагрузки ткани не более 25%.

- Химическая стойкость в агрессивных средах определена после испытания образцов ткани при температуре плюс 90°C при pH=3 и при pH=11 и характеризуется снижением разрывной нагрузки не более 25%.

- Стойкостью к ГСМ определена после испытания образцов ткани при температуре плюс 20°C в среде, содержащей масло, бензин и или сырую нефть, и характеризуется снижением разрывной нагрузки не более 10%.

- Стойкость ткани при термовлажностных воздействиях определена после 100 циклов увлажнения и высушивания по 24 часа испытания образцов ткани при температуре плюс 80°C и плюс 20°C при W=98% и характеризуется снижением разрывной нагрузки не более 10%.

- Морозостойкость при циклическом замораживании и оттаивании после 25 циклов замораживания и оттаивания образцов ткани при температуре от минус 40°C до плюс 20°C характеризуется снижением разрывной нагрузки не более 15%.

- Стойкостью влажного материала к растрескиванию: ткань остается без изменения внешнего вида и структуры после выдержки влажного образца при температуре минус 15°C в течение 24 час и характеризуется визуальным отсутствием трещин.

Как видно из описания, использование заявленного изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики технической ткани из синтетических нитей для изготовления грунтозаполняемых конструкций. В частности, снижены показатели растяжения ткани под статической нагрузкой при сохранении высокого уровня прочностных свойств, в том числе в сложных климатических условиях.

Заявленная техническая ткань из полиамидных и полиэфирных синтетических нитей является нетоксичной для персонала и экологически безвредной для природы, кроме того, она является пожаробезопасной и не представляет собой продукта питания для грызунов.