Пряжа, волокна и нити для ткачества без шлихтования - RU2435891C2

Описание

Изобретение относится к отделочной композиции для пряжи, волокна или нитей. Более конкретно, изобретение относится к пряже, волокну или нитям, которые можно ткать без шлихтования и без промывки, имеющим на поверхности, по меньшей мере, частично, данную рассматриваемую композицию, а также способу изготовления пряжи, волокна и нитей. Кроме того, изобретение относится к тканому полотну, изготовленному без шлихтования и без промывки, из указанной пряжи, волокна и нитей и способу ткачества без шлихтования и без промывки с применением указанной пряжи, волокна и нитей, в частности используя сухой ткацкий станок. Наконец, изобретение относится к применению пряжи, волокна и нитей и тканому полотну и трикотажу в области изготовления надувных подушек безопасности.

Для обеспечения сцепления ткацкой пряжи принято осуществлять скручивание пряжи. Однако такая операция скручивания все более и более заменяется пневматическим процессом переплетения нити. Таким образом, в зависимости от давления жидкости и устройств для переплетения число точек сцепления, то есть число точек, в которых нити образуют узел, можно варьировать в зависимости от требуемого конечного вида пряжи и последующего использования.

Для облегчения скольжения волокна и пряжи друг по другу принято применять масла или отделочные, например аппретирующие, вещества. Что касается непрерывной искусственной и синтетической пряжи, указанные масла или отделочные вещества наносят на пряжу один или более раз в ходе процесса производства. Такие масла или отделочные материалы обычно удаляют после тканья при обработке ткани во время операции промывки. Присутствие таких масел или отделочных материалов может быть в значительной степени вредным, что относится, в частности, к области надувных подушек безопасности. Например, указанные материалы могут снижать уровень адгезии между тканым полотном и защитным покрытием, а также огнестойкость и термостойкость надувных подушек безопасности.

Известно, что при использовании основной пряжи, главным образом в ткачестве, нити указанной пряжи истираются, с одной стороны, друг о друга вследствие поднимающегося и опускающегося движения ремизных планок и, с другой стороны, относительно деталей ткацкого станка, таких как галево, петли, через которые пропускается пряжа, зубья берда, батан, разматыватель, механизм остановки при обрыве нити основы и прочее. Чтобы предупредить возникновение дефектов, способных отрицательно повлиять на происходящую ткацкую операцию и качество изготовляемого тканого изделия, пряжу подвергают предварительной обработке, называемой шлихтованием. Такая обработка, применяемая, как хорошо известно, для пряжи из крученого волокна в целях обеспечения сцепления волокна и образования защитной оболочки на крученой пряже, также применима к искусственной и синтетической многонитевой непрерывной пряже. Операция шлихтования должна обеспечивать, чтобы нити, обычно с низкой линейной плотностью и потому слабые, держались на месте и были защищены, и предназначена окружать непрерывную пряжу оболочкой для предотвращения вышеуказанного истирания и, следовательно, делать нити удобней для скольжения как по деталям ткацкого станка, так и между нитями, в целях изготовления тканых изделий без какого-либо видимого дефекта и предупреждения, насколько возможно, обрывов и истирания. Шлихтовальные материалы обычно удаляют после тканья путем обработки тканого изделия в ходе операции по расшлихтовке. Операция по расшлихтовке также делает возможным удаление масел и аппретирующих материалов, присутствующих на пряже; в данном случае вышеупомянутую операцию промывки осуществляют во время операции по расшлихтовке.

Чтобы сэкономить на стоимости операций шлихтования и расшлихтовке и, таким образом, исключить две операции по обработке пряжи, было бы желательно попытаться обойтись без операции шлихтования, которая к тому же является вредной для окружающей среды. Кроме того, шлихтовальный материал может оказаться трудным для полного его удаления в зависимости от типа используемого материала, типа пряжи и переплетения нитей ткани, в связи с чем возникает риск наличия остатков шлихтования в тканом изделии. Наличие таких остатков может оказаться вредным, в частности, при употреблении в области надувных подушек безопасности, например наличие таких остатков может снижать характеристики продукта при старении, а также характеристики огнестойкости и термостойкости.

По этой причине желательно исключить операцию шлихтования и операцию промывки в изготовлении тканей для пневматических подушек, предназначенных для индивидуальной защиты пассажиров автотранспортных средств, так называемых "надувных подушек безопасности". Исключение такой стадии шлихтования и стадии промывки должно, однако, не ухудшать, а сохранять требуемые характеристики ткани при использовании ткани для надувных подушек безопасности.

Существует два типа основных тканых изделий для надувных подушек безопасности: ткани со слоем защитного покрытия, изготовленного из эластомера, например силиконовой смолы, и ткани без слоя защитного покрытия, изготовленного из эластомера, главным образом, из соображений веса.

Исторически, что касается тканых изделий с защитным покрытием, надувные подушки безопасности изготовляют из куска ткани из синтетического волокна, например полиамида (Nylon®), покрытого, по меньшей мере, с одной наружной поверхности слоем эластомера хлоропренового типа. Надувную подушку безопасности (или воздушную подушку) изготовляют из плотно сотканной и сложенной в несколько раз полиамидной ткани. Наличие такого слоя или такого защитного покрытия продиктовано тем, что газы, выделяемые газовым генератором (например, монооксид углерода, NOx), в случае ударного столкновения являются чрезвычайно горячими и содержат раскаленные частицы, способные разрушать надувные подушки безопасности из Nylon®.

Также используют силиконовые защитные покрытия. Такие защитные покрытия обычно получают нанесением покрытия на субстрат с последующим отверждением, происходящим в результате аддитивной полимеризации ненасыщенных (алкенильных, например, Si-Vi) групп полиорганосилоксана и водородов того же самого или другого полиорганосилоксана.

Внутренний защитный слой, изготовленный из эластомера, и основа, изготовленная из синтетической ткани, образующей стенки надувных подушек безопасности, должны, в частности, быть идеально прилегающими и выдерживать высокие температуры и механические нагрузки. Надувные подушки безопасности должны, в частности, обладать хорошими характеристиками огнестойкости и термостойкости, а также хорошим сопротивлением истиранию и сопротивлением абразивному износу (тест на царапание).

Кроме того, желательно, в частности, для надувных подушек безопасности наличие защитного покрытия для исключения операции шлихтования и операции промывки во время изготовления тканей и при этом сохранение или даже улучшение характеристик ткани, необходимых при использовании указанной ткани для надувной подушки безопасности, в особенности характеристик огнестойкости и термостойкости, а также характеристик сопротивления истиранию и сопротивления абразивному износу (тест на царапание).

Для решения указанной задачи настоящим изобретением рассматривается в качестве первого объекта аппретирующая композиция для пряжи, волокна или нитей, в частности, позволяющая осуществление ткачества без шлихтования и без промывки.

Второй объект изобретения относится к пряже, волокну или нитям, которые могут быть сотканы без шлихтования и без промывки, причем отделочная композиция присутствует, по меньшей мере, на части поверхности пряжи, волокна или нитей, а также к способу получения пряжи, волокна или нитей.

Согласно третьему объекту изобретение относится к тканому или трикотажному полотну, полученному, в частности, из указанной пряжи, волокна или нитей, а также к способу получения указанного тканого или трикотажного полотна.

Четвертый объект настоящего изобретения относится к применению указанных пряжи, волокна, нитей, тканого и трикотажного полотна в области изготовления надувных подушек безопасности.

Наконец, пятый объект настоящего изобретения относится к тканому и трикотажному полотну для надувных подушек безопасности, содержащему композицию, включающую полиорганосилоксан, на поверхности указанной пряжи, волокна или нитей, а также к способу получения указанного тканого или трикотажного полотна.

Следовательно, первый объект настоящего изобретения относится к отделочной композиции для пряжи, волокна или нитей, включающей соединение A и/или соединение B, где соединение A представляет собой мономер, олигомер и/или полимер, содержащий, по меньшей мере, одну структурную единицу Si-H, и соединение B представляет собой мономер, олигомер и/или полимер, содержащий, по меньшей мере, одну ненасыщенную алифатическую группу. Аппретирующая композиция, нанесенная на пряжу, волокно или нити в ходе процесса производства, облегчает скольжение указанной пряжи, волокна или нитей. Отделочная композиция согласно изобретению нанесенная на пряжу, волокно или нити, обеспечивает не только хорошее протекание прядильной, сновальной операций и операции освобождения от аппретуры при исключении шлихтования, но также получение ткани с хорошими конечными характеристиками, в особенности в случае тканого полотна для надувных подушек безопасности, имеющего защитное силиконовое покрытие. Ткань обладает, в частности, хорошими характеристиками сопротивления истиранию и абразивному износу (тест на царапание) и огнестойкостью и термостойкостью без необходимости удаления аппретирующей композиции, присутствующей на поверхности пряжи, волокна или нитей ткани.

Согласно одному из конкретных вариантов осуществления аппретирующей композиции согласно изобретению полиорганосилоксан A представляет собой полиорганогидросилоксан, включающий

звенья следующей формулы:

где:

символы W являются одинаковыми или различными и означают:

линейный или разветвленный алкильный остаток, содержащий 1-18 атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном,

циклоалкильный остаток, содержащий 5-8 циклических атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном,

арильный остаток, содержащий 6-12 атомов углерода, который необязательно может быть замещен на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,

арилалкильную часть с алкильной частью, содержащей 5-14 атомов углерода, и арильной частью, содержащей 6-12 атомов углерода, необязательно замещенную на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,

a равно 1 или 2, b равно 0, 1 или 2, при этом сумма (a+b) имеет значения от 1 до 3; и

необязательно другие звенья общей усредненной формулы

где W имеет те же значения, что указаны выше, и c принимает значения от 0 до 3.

Полиорганосилоксан A может быть образован только звеньями формулы (1) или может также включать звенья формулы (2).

Полиорганосилоксан A может иметь линейную, разветвленную или неразветвленную, циклическую или сшитую структуру. Степень полимеризации равна или выше 2. В целом, степень полимеризации ниже 5000.

Примерами звеньев формулы (1) являются: H(CH₃)SiO_1/2, HCH₃SiO₂/₂, H(C₆H₅)SiO_2/2.

Когда подразумеваются линейные полимеры, указанные полимеры, по существу, состоят из "D" звеньев, а именно W₂SiO₂/₂ и WHSiO₂/₂, и "M" звеньев, а именно W₃SiO₁/₂ и WH₂SiO₁/₂, возможны случаи, где блокирующие концевые звенья "M" означают триалкилсилокси- или диалкиларилсилокси-группы.

В качестве примеров концевых "M" звеньев можно упомянуть группы: триметилсилокси, диметилфенилсилокси, диметилэтоксисилокси, диметилэтилтриэтоксисилилсилокси.

В качестве примеров концевых "D" звеньев можно упомянуть группы: диметилсилокси и метилфенилсилокси.

Указанные линейные полиорганосилоксаны могут быть маслами, имеющими динамическую вязкость при 25°C порядка 1-100000 мПа·с, в основном порядка 10-5000 мПа·с.

Когда подразумеваются циклические полиорганосилоксаны, указанные полиорганосилоксаны состоят из W₂SiO₂/₂ и WHSiO₂/₂ "D" звеньев, которые могут быть диалкилсилокси- или алкиларилсилокси-типа. Такие полиорганосилоксаны имеют вязкость порядка 1-1000 мПа·с.

Динамическая вязкость при 25°C всех полиорганосилоксановых полимеров, рассматриваемых в данном описании, может быть измерена с помощью вискозиметра БРУКФИЛДА по AFNOR NFT 76 102 стандарту от февраля 1972 г.

Полиорганосилоксан A предпочтительно выбирают из группы, включающей:

полидиметилсилоксаны с гидродиметилсилиловыми концевыми группами;

полидиметилгидрометилсилоксаны с триметилсилиловыми концевыми группами;

полидиметилгидрометилсилоксаны с гидродиметилсилиловыми концевыми группами;

полигидрометилсилоксаны с триметилсилиловыми концевыми группами и

циклические полигидрометилсилоксаны.

Соединение B аппретирующей композиции по изобретению преимущественно представляет собой полиорганосилоксан.

Согласно одному из конкретных вариантов осуществления аппретирующей композиции по изобретению полиорганосилоксан B выбирают из полиорганосилоксанов, включающих одинаковые или различные звенья формулы (3)

где

символы W', которые являются одинаковыми и/или различными, означают:

линейный или разветвленный алкильный остаток, содержащий 1-18 атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном,

циклоалкильный остаток, содержащий 5-8 циклических атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном,

арильный остаток, содержащий 6-12 атомов углерода, который необязательно может быть замещен на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,

арилалкильную часть с алкильной частью, содержащей 5-14 атомов углерода, и арильной частью, содержащей 6-12 атомов углерода, необязательно замещенную на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,

символы Y являются одинаковыми или различными и означают C₁-C₁₂- линейный или разветвленный алкенильный остаток, содержащий, по меньшей мере, одну этиленовую ненасыщенность на конце цепи и/или в цепи, и, необязательно, по меньшей мере, один гетероатом;

e равно 1 или 2, d равно 0, 1 или 2, при этом сумма (d+e) имеет значения от 1 до 3;

необязательно другие звенья общей усредненной формулы (2'):

где W' имеет те же значения, что указаны выше, и c принимает значения от 0 до 3.

Что касается остатков Y, указанные остатки целесообразно выбирать из следующего списка: винил, пропенил, 3-бутенил, 5-гексенил, 9-деценил, 10-ундеценил, 5,9-декадиенил и 6,11-додекадиенил.

Указанные полиорганосилоксаны могут иметь линейную (разветвленную или неразветвленную), циклическую или сшитую структуру. Степень полимеризации предпочтительно составляет от 2 до 5000.

Когда подразумеваются линейные полимеры, указанные полимеры, по существу, состоят из W'SiO_2/2, Y₂SiO₂/₂ и W'₂SiO₂/2 "D" звеньев и W'YSiO₁/₂, W'₂YSiO_1/2 и W'₃SiO_1/2 "M" звеньев, возможны случаи, где блокирующие концевые звенья "M" означают триалкилсилокси-, диалкиларилсилокси-, диалкилвинилсилокси- или диалкилалкинилсилокси-группы.

Указанные линейные полиорганосилоксаны могут быть маслами, имеющими вязкость при 25°C порядка 1-100000 мПа·с, в основном порядка 10-5000 мПа·с.

Когда подразумеваются циклические полиорганосилоксаны, указанные полиорганосилоксаны состоят из W'SiO₂/₂, W'YSiO₂/₂ и W'₂SiO_2/2 "D" звеньев, которые могут быть диалкилсилокси-, алкиларилсилокси-, алкилвинилсилокси- или алкилсилокси-типа. Примеры таких звеньев уже были приведены выше.

Указанные циклические полиорганосилоксаны B могут иметь вязкость порядка 1-5000 мПа·с.

Полиорганосилоксанами B с алифатической ненасыщенностью, полезными в контексте изобретения, являются, например, полиорганосилоксаны с олефиновой или ацетиленовой ненасыщенностью, хорошо известные из рассматриваемого уровня техники. По данному вопросу читатель может обратиться к патентам США 3159662, 3220272 и 3410886, где описаны вышеуказанные соединения.

Преимущественно, отделочная или аппретирующая композиция согласно изобретению не содержит катализатор гидросилилирования.

Композиция согласно изобретению может включать антистатик. Предпочтительно, антистатиком является полиорганосилоксан. Преимущественно, антистатик представляет собой сополимер полисилоксан/полиоксиалкилен, отличающийся тем, что сополимер включает звенья общих формул:

где каждый R означает одновалентную углеводородную группу, по меньшей мере, 80% таких групп представляют собой метильные группы, каждый из R' означает замещающую группу общей формулы Q(OA)_nOZ, где Q означает двухвалентную группу, присоединенную к атому кремния, A означает алкиленовую группу, по меньшей мере, на 80% состоящую из OA групп, представляющих собой оксиэтиленовые группы, и Z означает атом водорода или OCR'' группу, в которой R'' означает одновалентную группу, a имеет значения 1, 2 или 3, b имеет значения 0, 1 или 2, c имеет значения 1 или 2, сумма b и c не превышает 3 и n имеет значения от 5 до 25, сополимер имеет среднюю молекулярную формулу такую, что OA группы составляют примерно от 25 до 65 массовых % от расчетной молекулярной массы сополимера.

Сополимеры полисилоксан/полиоксиалкилен, которые могут быть использованы по изобретению, включают силоксановые звенья общей формулы:

где каждый из R означает одновалентную углеводородную группу. Такие звенья присутствуют в качестве звеньев цепи молекулы полисилоксана и могут также присутствовать как концевые звенья молекулы полисилоксана. Отдельные R группы могут быть незамещенными углеводородными группами, будь то насыщенные, алифатические или ароматические группы, но не менее 80% указанных R групп означает метильные группы и, в частности, предпочтительно, каждая R группа означает метильную группу. Звенья общей формулы (i) состоят более чем наполовину из звеньев молекулы полисилоксана и могут, например, состоять приблизительно на 65-92% из звеньев силоксана, в особенности приблизительно на 78-85% из указанных звеньев.

Сополимеры полисилоксан/полиоксиалкилен, которые могут быть использованы по изобретению, включают силоксановые звенья общей формулы:

где каждый из R означает вышеуказанную группу и R' означает группу общей формулы Q(OA)_nOZ (то есть группу, содержащую оксиалкиленовые остатки), где A означает двухвалентную углеводородную группу, по меньшей мере, 80% A групп представляют собой этиленовые группы и Z означает атом водорода или OCR'' группу, где R'' означает одновалентную группу. Предпочтительно, A группы означают этиленовые (CH₂CH₂) группы, образованные, например, этиленоксидом. По желанию, могут быть использованы сополимеры оксиэтилен/оксипропилен при условии, что, по меньшей мере, 80% A групп составляют этиленовые группы. Такие оксиалкиленовые полимерные цепи могут иметь статистическую или блочную структуру и, таким образом, могут быть представлены как: Q(OC₂H₄)_p(OCH₃C₂H₃)_qOZ. Оксиалкиленовая цепь связана с атомом кремния силоксановой цепи посредством двухвалентной связующей группы Q.

Связующая группа может, например, означать замещенный или незамещенный, ароматический, алициклический или алифатический углеводород, но наиболее целесообразно, когда указанная группа означает незамещенную алкиленовую цепь приблизительно с 2-8 атомами углерода в цепи. Если в оксиалкиленовой цепи присутствуют оксиалкиленовые звенья, отличные от оксиэтиленовых звеньев, такие звенья могут быть использованы, если составляют не более 20% звеньев оксиалкиленовой цепи. Сополимерами, которые могут быть использованы, являются сополимеры, имеющие значение n от 5 до 25, предпочтительно, сополимеры, имеющие значение n от 5 до 15. Приведенные в качестве примеров сополимеры, пригодные для применения и упоминаемые ниже, в среднем содержат около 7,5 или 12 оксиэтиленовых звеньев в каждой R' группе и имеют -(CH₂)₃- группу в качестве связующей группы Q.

Концевой группой OZ группы R' может быть OH или OOCR'', где R'' означает одновалентную группу, например низшую алкильную группу, к примеру метил, этил или бутил. Предпочтительные сополимеры включают те сополимеры, в которых концевая группа OZ означает гидрокси или ацетатную группу.

Предпочтительные сополимеры включают сополимеры усредненной общей формулы Me₃SiO(Me₂SiO)_x(MeR'SiO)_ySiMe₃, где Me означает метильную группу. Соотношение x/y может быть от 1:1 до 11:1 и, предпочтительно, составляет от 1:1 до 9:1. В частности, соотношение x/y равно от 3:1 до 7:1 и, в особенности предпочтительно, от 3:1 до 5:1.

Композиция по изобретению может включать эмульгатор, такой как PVA (поливиниловый спирт).

Композиция согласно изобретению может также включать другие соединения, обычно используемые в аппретирующих композициях, в особенности в аппретирующих композициях, применяемых в прядении полимеров, в частности прядении полиамидов или сложных полиэфиров. Например, такие соединения могут являться поверхностно-активными веществами, смазывающими веществами и прочее.

Композиция по изобретению может включать промоторы адгезии. Промоторы адгезии известны специалистам, специализирующимся в области нанесения покрытия на текстильные изделия. Примеры подходящих промоторов адгезии, отвечающих контексту данного изобретения, описаны, в частности, в патентных публикациях WO 00/60010 и EP 0681014.

Композиция по изобретению предпочтительно включает, по меньшей мере, 50 массовых % (сухой остаток) полиорганосилана.

Композиция по изобретению существует обычно в форме жидкости. Такая композиция может, в частности, представлять собой раствор, эмульсию или дисперсию в жидкости.

Композиция может быть в форме эмульсии, в большинстве случаев водной эмульсии. Композиция может также быть в форме масла.

Согласно второй цели изобретение касается пряжи, волокна или нитей, которые можно ткать без шлихтования и без промывки, имеющих вышеуказанную аппретирующую композицию, которая присутствует, по меньшей мере, частично, на поверхности пряжи, волокна или нитей.

Пряжа, волокно или нити по изобретению могут быть натуральными, искусственными и/или синтетическими. Кроме того, пряжа, волокно или нити могут быть различного происхождения: в качестве примера может быть упомянута крученая пряжа из полиамидного и хлопкового волокна.

Пряжа, волокно или нити по изобретению преимущественно основаны на термопластичном полимере. В качестве примеров термопластичных (со)полимеров, приемлемых для целей изобретения, могут быть перечислены следующие: полиолефины, сложные полиэфиры, полиалкиленоксиды, полиоксиалкилены, полигалогеналкилены, поли(алкилен- фталаты или терефталат)ы, поли(фенил или фенилен)ы, поли(фениленоксид или фениленсульфид), поли(винилацетат)ы, поли(виниловые спирты), поли(винилгалогениды), поливинилиденгалогениды, поливинилнитрилы, полиамиды, полиимиды, поликарбонаты, полисилоксаны, полимеры акриловой кислоты или метакриловой кислоты, полиакрилаты или метакрилаты, природные полимеры, такие как целлюлоза и производные целлюлозы, синтетические полимеры, такие как синтетические эластомеры, или термопластичные сополимеры, включающие, по меньшей мере, один мономер, идентичный любому из мономеров, входящих в состав вышеуказанных полимеров, а также смеси всех указанных (со)полимеров и/или смеси всех указанных полимеров и сополимеров.

В качестве других предпочтительных термопластичных полимеров по изобретению могут быть упомянуты полукристаллические или аморфные полиамиды, такие как алифатические полиамиды, полуароматические полиамиды и, в более общем смысле, линейные полиамиды, полученные поликонденсацией между насыщенной алифатической или ароматической дикислотой и ароматическим или насыщенным алифатическим первичным диамином, полиамиды, полученные конденсацией лактама или аминокислоты, или линейные полиамиды, полученные конденсацией смеси указанных различных мономеров.

Точнее, указанные полиамиды могут, например, означать полигексаметиленадипамид, полифталамиды, полученные из терефталевой и/или изофталевой кислоты, такие как полиамид, поставляемый под торговой маркой AMODEL, сополиамиды, полученные из адипиновой кислоты, гексаметилендиамина и капролактама.

Термопластичный полимер преимущественно представляет собой сложный полиэфир, такой как полиэтилентерефталат (PET), полипропилентерефталат (PPT), полибутилентерефталат (PBT) и сополимеры и смеси указанных полимеров.

Еще предпочтительней, термопластичный полимер выбирают из группы (со)полиамидов, включающей: полиамид-6, полиамид-6,6, полиамид-4, полиамид-11, полиамид-12, полиамиды 4-6, 6-10, 6-12, 6-36, 12-12 и сополимеры и смеси полиамидов.

Пряжа, волокно и нити по изобретению могут быть основаны на смеси термопластичных полимеров или термопластичных сополимеров.

Пряжа, волокно и нити по изобретению могут включать добавки, такие как усилители, замедлители горения, УФ-стабилизаторы, термостабилизаторы, матирующие средства, такие как диоксид титана, биоактивные вещества и прочее.

Аппретирующая композиция преимущественно составляет от 0,05 до 5 массовых % (сухой остаток), предпочтительно, от 0,1 до 2%, от массы пряжи.

Общая линейная плотность пряжи по изобретению может быть выбрана в полном диапазоне обычных линейных плотностей пряжи, например в диапазоне от 10 дтекс до 2500 дтекс, преимущественно в диапазоне от 10 до 1100 дтекс. Применительно к области надувных подушек безопасности общая линейная плотность преимущественно находится в диапазоне от 100 до 950 дтекс.

Линейная плотность нити пряжи по изобретению может быть выбрана в полном диапазоне нормальных линейных плотностей пряжи. Линейная плотность нити обычно больше или равна 0,3 дтекс. Указанная линейная плотность нити обычно меньше, чем дтекс, эквивалентный диаметру 800 микрон, в случае мононити большого диаметра. В случае надувных подушек безопасности пряжа обычно является многонитевой пряжей и линейная плотность нити преимущественно находится в диапазоне от 1,5 до 7 дтекс.

По одному из конкретных вариантов осуществления пряжи, волокна или нитей по изобретению композиция на поверхности пряжи, волокна или нитей по изобретению не является сшитой.

Изобретение также касается способа получения пряжи, волокна или нитей, включающего следующие стадии:

1) прядение составного материала пряжи;

2) по выбору, волочение пряжи;

3) по выбору, текстурирование пряжи;

4) обработка пряжи с применением вышеуказанной композиции.

Стадию прядения 1) осуществляют, используя любой известный из уровня техники способ.

Когда материал пряжи представляет собой термопластичный полимер, стадия 1) преимущественно является стадией, на которой полимер подвергают формованию из расплава.

Пряжа, волокно или нити по изобретению можно подвергать волочению. Таким образом, пряжу можно вытягивать в направлении прядения, применяя любой известный способ, до требуемой степени вытяжки в зависимости от ориентации и механических свойств, которые необходимо придать. Возможно просто предварительное ориентирование или ориентирование во время прядения в зависимости от конечной линейной скорости намотки. Ориентация может быть достигнута непосредственно или впоследствии на валках, позволяющих регулировать натяжение намотки, что является полезным или необходимым. Стадия 2) может быть осуществлена совместно или отдельно от прядения.

Скорость намотки обычно составляет в пределах от 100 до 8000 м/мин, преимущественно, от 600 до 5000 м/мин и, предпочтительно, от 700 до 4000 м/мин.

Текстурирование на стадии 3) может быть выполнено с применением любого способа, известного специалисту из уровня техники.

Стадия обработки 4) может быть выполнена до или после необязательной стадии волочения. Стадия обработки 4) может также быть выполнена до или после необязательной стадии текстурирования 3). Композиция для обработки на стадии 4) существует, как указано выше, обычно в форме жидкости. Указанная композиция, в частности, может представлять собой масло, раствор, эмульсию или дисперсию в жидкости. Преимущественно, композиция существует в форме эмульсии, предпочтительно, водной эмульсии.

В случае многонитевой пряжи обработка дает возможность улучшить взаимное сцепление нитей.

Обработка на стадии 4) может быть выполнена с применением стандартных технических приемов, таких как нанесение с использованием валиков или щелевых фильер. Из числа полезных технических приемов могут быть упомянуты, в качестве неограничивающих примеров, способ обработки сырого волокна с применением валика, путем напыления или выпаривания, путем замачивания, по методике аппретирования путем наплавления поверхности, а также любой способ, используемый в текстильной промышленности для обработки синтетического волокна. Преимущественно, обработку осуществляют с помощью щелевых фильер. Такая обработка может быть выполнена на различных стадиях изготовления пряжи. В число таких стадий среди прочего входят все стадии, на которых обычно добавляют аппретирующие вещества. Так, добавка нанесена на нижнюю часть прядильной машины перед намоткой. Возможно также в случае способов обработки "волокна" наносить добавку до, во время или после стадий волочения, придания извитости или сушки и т.д.

В некоторых случая может быть целесообразно подвергнуть пряжу первоначальной заблаговременной обработке (предварительной обработке), используя способы, известные специалисту из уровня техники, с тем чтобы промотировать адгезию композиции к пряже. Кроме того, может быть также предусмотрена обработка пряжи до или после стадии обработки 4) с применением других химических или физических способов обработки, таких как, например, облучение, крашение и тому подобное.

Согласно одному из конкретных вариантов осуществления способа по изобретению композицию, нанесенную на пряжу, волокно или нити, не сшивают во время стадии изготовления пряжи, волокна или нитей.

Изобретение также касается согласно третьей цели тканого или трикотажного полотна, включающего, по меньшей мере, частично, вышеуказанные пряжу, волокно или нити, а также способ получения указанного тканого или трикотажного полотна. Пряжа, используемая для получения тканого или трикотажного полотна, может быть одного и того же или разного типа. Пряжа по изобретению составляет, по меньшей мере, основу ткани, преимущественно указанная пряжа составляет как основу ткани, так и уток ткани.

Пряжа по изобретению может быть использована, например, как основная пряжа на промышленных ткацких станках. Преимущественно, такая пряжа дает возможность изготовления тканого изделия без стадии шлихтования. Предпочтительно, чтобы указанная пряжа давала возможность изготовления тканого изделия как без стадии шлихтования, так и без стадии промывки.

Пряжа по изобретению, когда используется в качестве основной пряжи, может свободно применяться как для прямого скручивания, так и для секционного скручивания без необходимости в шлихтовании и может быть соткана на всех типах ткацких станков, в частности на высокоскоростных ткацких станках, используемых в промышленности.

В некоторых случаях, например когда пряжу предполагается ткать на ткацких станках, оказывающих значительные усилия на основную пряжу, может быть желательно вощить пряжу любым веществом, обычно используемым перед осуществлением тканья.

Преимущественно, тканые изделия, включающие пряжу по изобретению, получают, используя сухое ткачество, такое как ткачество в воздушной струе, рапирное ткачество или ткачество с малогабаритным прокладчиком утка.

Ткань по изобретению преимущественно имеет соотношение массы и единицы площади, равное от 40 до 400 г/м². Ткань, в частности, предназначенная для области надувных подушек безопасности, обычно характеризуется номером пряжи на см ткани в диапазоне от 10 до 30.

Пряжа, волокно, нити и тканое и трикотажное полотно по изобретению в особенности полезны в области изготовления надувных подушек безопасности, которые составляют четвертую цель изобретения. Пряжа может быть использована для производства тканого или трикотажного полотна для надувных подушек безопасности. Такое тканое или трикотажное полотно преимущественно изготовляют без стадии шлихтования и, предпочтительно, без стадии промывки, что, таким образом, упрощает способ получения таких изделий и снижает стоимость указанных изделий. Пряжа, волокно, нити и тканое и трикотажное полотно по изобретению в особенности полезны в целях производства тканого или трикотажного полотна для надувных подушек безопасности, имеющего защитное покрытие, в частности силиконовое защитное покрытие.

Вдобавок такое полотно может также быть изготовлено без стадии термообработки. Стадию термообработки эффективно выполнять на тканях с целью придания стабильности размеров. Такую стадию термообработки обычно осуществляют одновременно со стадией сушки ткани, указанная стадия сушки необходима, когда выполняют стадию промывки ткани. В контексте данного изобретения, когда стадия промывки исключается, стадия сушки больше не требуется. Стадия термообработки может, таким образом, быть выполнена одновременно с последующей стадией способа, в частности, в случае применения тканого или трикотажного полотна для надувных подушек безопасности. Например, указанная стадия может быть выполнена после нанесения на тканое или трикотажное полотно покрытия из эластомера, и, преимущественно, такую стадию выполняют одновременно со стадией сшивки эластомера.

Наличие композиции на поверхности пряжи, волокна и нитей не оказывает влияния на последующие обработки, которым может быть подвергнуто тканое или трикотажное полотно, в особенности когда тканое или трикотажное полотно используют в области изготовления надувных подушек безопасности. В качестве примера таких последующих обработок может быть упомянуто нанесение покрытия из эластомера и прочее. В частности, характеристики огнестойкости и термостойкости и характеристики абразивного износа и стойкости к царапанию не изменяются.

Композиция по изобретению, присутствующая на поверхности пряжи, волокна и нитей, используемых, например, для получения тканого или трикотажного полотна для надувных подушек безопасности, не образует необязательное защитное эластомерное покрытие тканого или трикотажного полотна.

Наконец, изобретение касается согласно пятой цели тканого или трикотажного полотна для надувных подушек безопасности, состоящего, по меньшей мере, частично, из пряжи, волокна или нитей, имеющих композицию, включающую полиорганосилоксан, по меньшей мере, частично, присутствующую на поверхности пряжи, волокна или нитей. Композиция, присутствующая на поверхности пряжи, волокна или нитей, не является необязательным защитным эластомерным покрытием ткани. Все сказанное выше, относящееся к аппретирующей композиции по изобретению, в частности форма композиции, сухой остаток и нанесение указанной композиции на пряжу, точно так же относится к композиции, включающей полиорганосилоксан. Подобным образом, все сказанное выше в отношении описания пряжи, волокна и нитей и, в особенности, природы полимера, линейной плотности и т.д. применимо здесь в той же мере по отношению к пятой цели изобретения.

Тканое или трикотажное полотно для надувных подушек безопасности, составляющее пятую цель по изобретению, преимущественно включает защитное покрытие, предпочтительно, изготовленное из силикона. Указанное полотно может быть соткано на ткацком станке из пряжи, волокна или нитей, имеющих композицию, которая включает полиорганосилоксан, присутствующий, по меньшей мере, частично, на поверхности такой пряжи, волокна или нитей, или связано из указанной пряжи, волокна или нитей. Все, что сказано выше относительно способа тканья или вязания, точно так же применимо здесь. Присутствие полиорганосилоксана на поверхности пряжи, волокна или нитей, обычно вводимого при шлихтовании пряжи, преимущественно обеспечивает ткачество без шлихтования и, предпочтительно, ткачество как без шлихтования, так и без стадии промывки и не изменяет требуемые конечные характеристики полотна для надувных подушек безопасности, то есть, в частности, огнестойкость и термостойкость, и характеристики стойкости к царапанию и сопротивления абразивному износу (тест на стойкость к царапанию).

Преимущественно, аппретирующая композиция для тканого или трикотажного полотна согласно пятой цели изобретения включает, по меньшей мере, 50 массовых % (сухой остаток) полиорганосилоксана.

Другие подробности или преимущества изобретения станут более очевидными в свете примеров, приведенных ниже исключительно с целью иллюстрации.

Производство ткани в целях оценки

Оценивают различные аппретирующие композиции. Для моделирования ткани, аппретированной каждым из указанных продуктов, используют некрашеные ткани, обычно применяемые для изготовления надувных подушек безопасности. Аппретуру некрашеной ткани предварительно удаляют и затем производят термообработку в условиях, обычно используемых специалистами в данной области, а именно промывают при 60°C в присутствии моющего средства с последующим термоотверждением при 180°C в течение 30 сек. Остаточное содержание аппретуры после удаления аппретуры обычно составляет менее 0,1%.

Используют следующую ткань: образец ткани из полиамида-6,6, полученный из пряжи 700 дтекс/104 нити, выпускаемый Rhodia IY в качестве стандартного образца T 682. Образец ткани, включающий 16-17 нитей пряжи/см в направлениях как основы, так и утка. Масса указанного образца после промывки и отверждения составляет порядка 255 г/м².

Методика оценки следующая:

вырезают два образца формата (20×28 см²);

указанные образцы замачивают на 2 мин в разбавленной водной эмульсии исследуемой аппретуры, используемое разведение зависит от типа аппретуры и количества продукта, которое желательно нанести;

затем образцы удаляют и вешают вертикально, используя два зажима в сушильном колпаке, на несколько минут, после чего производят термообработку в течение 2 мин в вентилируемой сушильной установке при 200°C. Один из образцов используют для определения количества аппретуры путем экстракции с применением петролейного эфира или дихлорметана. Другой используют для нанесения покрытия. Путем экстракции определяют среднее количество препарата (сухой остаток по отношению к массе ткани);

взвешивают предназначенный для покрытия образец;

затем наносят покрытие, используя лабораторный ракель, с помощью силиконовой смолы, выпускаемой Rhodia Silicones в качестве стандартного образца RHODORSIL® TCS 7510 A и B. Наносимое количество составляет около 40±10 г/м² (сухой остаток);

ткань с покрытием взвешивают, чтобы рассчитать нанесенное количество;

затем образец подвергают термообработке в течение 80 сек в сушильной установке при 180°C;

после чего образец извлекают из сушильной установки и оставляют в окружающем воздухе и

после чего вырезают образец 5×10 см² и оценивают посредством теста на стойкость к царапанию или теста на термостойкость.

Тест на стойкость к царапанию: определение стойкости к царапанию (согласно стандарту ISO 5981)

Данный тест позволяет характеризовать стойкость к царапанию и сопротивление абразивному износу ткани с покрытием.

Испытание состоит в обеспечении воздействия на ткань, с одной стороны, бокового смещения путем применения двух кулачков, сжимающих два противоположных края образца и подвергающихся возвратно-вращательному движению относительно друг друга, и, с другой стороны, абразивного действия при контакте с движущейся основой.

Тест на огнестойкость (согласно стандарту ISO 3795)

Данное испытание используют для оценки огнестойкости ткани, наполняя надувные подушки безопасности горячим газом.

Вырезают образец 138×64 мм. Контрольные отметки проставляют так, чтобы впоследствии измерить время распространения.

Данный образец помещают горизонтально, используют газовую горелку Бунзена, чтобы обжигать образец в течение 15 с, и затем горелку Бунзена убирают. После чего измеряют время распространения пламени между контрольными отметками, что дает возможность рассчитывать скорость распространения.

Предпочтительно, материал должен быть самогасящийся, то есть пламя не должно распространяться.

Обычно производят три последовательных испытания для каждого образца.

ПРИМЕРЫ

Оценивают различные аппретирующие композиции, используя вышеописанный протокол испытания.

Следующие различные компоненты используются в аппретирующей композиции:

- A: сшивающая эмульсия SILCOLEASE® 966, поставляемая Rhodia Silicones (полидиметилметилгидросилоксан), с вязкостью 220 мПа;

- B: смола SILCOLEASE® 11367, поставляемая Rhodia Silicones (полиметилвинилсилоксан), с вязкостью 200 мПа;

- C: эмульсия SILCOLEASE® 902, поставляемая Rhodia Silicones (неионная водная эмульсия полидиметилметилводородсилоксана и полиметилвинилсилоксана), с вязкостью 120 мПа;

- D: RHODORSIL® TCS 7110, поставляемый Rhodia Silicones (полидиметилметилводородсилоксан и полиметилвинилсилоксан); и

E: RHODORSIL® SP3301, поставляемый Rhodia Silicones (негидролизуемый сополимер силикон/простой полиэфир).

Природа и пропорции исследуемых композиций вместе с результатами испытаний указаны в приведенной ниже таблице.

Ткани после нанесения покрытия, полученные по примерам 1-13, стабильны по размерам.

Аппретирующие композиции по примерам 14 и 15 используют в способе прядения полиамида-6,6, описанном ниже:

используемый полиамид-6,6 представляет собой постконденсационный полиамид-6,6, содержащий 0,02% оксида титана, с удельной вязкостью 2,95 (измеренной при концентрации 10 г/л в 96% серной кислоте) после постконденсации и с влагосодержанием порядка 0,03% перед употреблением.

Указанный полимер вносят в двухшнековый экструдер и подвергают плавлению. После чего прядут из расплава так, чтобы получить непрерывную пряжу в 235 дтекс, включающую 34 нити. После экструзии нити охлаждают на воздухе и затем собирают воедино на двух нитепроводниках для нанесения аппретуры. Полученную таким образом пряжу наматывают при скорости 200 м/мин. Основные условия приведены ниже:

- температура экструзии: 293,5°C

- температура прядильной паковки: 288°C;

- время намотки: 1 ч;

- операция: без обрывов или дефектов.

Пряжу подвергают горячей вытяжке в одну стадию, пропуская через сушильную установку, и затем релаксации перед перематыванием в початок.

Полученная таким образом пряжа имеет следующие характеристики (измеренные согласно стандарту DIN 53834):

- прочность: 68 cН/текс;

- удлинение при разрыве: 25%.

Хотя и без переплетения, данная пряжа обладает хорошей когезией. Такая пряжа, анализируемая с применением аппарата типа ROTHSCHILD, имеет уровень, эквивалентный переплетению 3-4 N/м, то есть эквивалентный уровню обычной пряжи, полученной с помощью эмульсии общепринятой аппретуры. Такие узлы очень стабильны.

Для проверки возможности использования для ткачества пряжу вводят в качестве уточной пряжи в обычную основную пряжу для надувных подушек безопасности, заправляя в рапирный ткацкий станок. Таким образом изготовляют без остановки 5 м ткани.

Аппретирующую композицию по примеру 16 используют в способе прядения полиамида-6,6, описанном ниже:

используемый полиамид-6,6 представляет собой постконденсационный полиамид-6,6, содержащий 0,02% оксида титана, с удельной вязкостью 3,25 (измеренной при концентрации 10 г/л в 96% серной кислоте).

Указанный полимер вносят в двухшнековый экструдер и подвергают плавлению. После чего прядут из расплава так, чтобы получить непрерывную пряжу в 470 дтекс, включающую 68 нитей, используя объединенный процесс прядения/волочения. После экструзии нити охлаждают на воздухе и затем пропускают через нитепроводник для нанесения аппретуры. Затем собирают вместе.

Аппретирующую композицию наносят в форме эмульсии. После чего пряжу сматывают при 650 м/мин и затем подвергают горячей вытяжке в две стадии, при степени вытяжки 4,5, осуществляют релаксацию и последующее сплетение, после чего перематывают при 2900 м/мин.

Полученная таким образом пряжа имеет следующие характеристики (согласно стандарту DIN 53834):

- повышение ударной вязкости: 82,5 cН/текс;

- удлинение при разрыве: 21,5%;

- усадка в горячем воздухе при 180°C: 6,8%;

- переплетения: 16 узлы/м.

Затем из указанной пряжи изготовляют ткань, используя рапирный ткацкий станок. Скручивание и прядение удовлетворительные. После нанесения покрытия на ткань вышеуказанным способом результат теста на стойкость к царапанию (в числе царапин) в среднем равен 1500.

Реферат

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, в частности касается шлихтующей композиции, состоящей из одного или двух полиорганосилоксанов, для пряжи, волокна или нитей, которые можно ткать, используя способ, не включающий стадию шлихтования или промывки, содержащих вышеуказанную композицию, по меньшей мере, на части своей поверхности. Изобретение также касается способа получения вышеуказанной пряжи, волокна и нитей. Кроме того, изобретение касается тканого полотна, изготовленного из указанной пряжи, волокна или нитей с применением способа, не включающего стадию шлихтования или промывки, то есть сухого ткачества. Указанную пряжу, волокна или нити и получаемое тканое или трикотажное полотно применяют для надувных подушек безопасности. Улучшаются характеристики ткани, необходимые при использовании ее для надувных подушек безопасности - сопротивления истиранию, абразивному износу, огнестойкости и термостойкости. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула

1. Отделочная композиция для пряжи, волокна или нитей, включающая соединение А и/или соединение В, отличающаяся тем, что
- соединение А представляет собой полиорганосилоксан, являющийся полиорганогидросилоксаном А, включающим
звенья следующей формулы:

где символы W являются одинаковыми и/или различными и означают:
линейный или разветвленный алкильный остаток, содержащий 1-18 атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном, циклоалкильный остаток, содержащий 5-8 циклических атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном,
арильный остаток, содержащий 6-12 атомов углерода, который необязательно может быть замещен на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,
арилалкильную часть с алкильной частью, содержащей 5-14 атомов углерода, и арильной частью, содержащей 6-12 атомов углерода, необязательно замещенную на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода, а равно 1 или 2, b равно 0, 1 или 2, при этом сумма (а+b) имеет значения от 1 до 3; и
по выбору, другие звенья общей усредненной формулы

где W имеет те же значения, что указаны выше, и принимает значения от 0 до 3, а
- соединение В представляет собой полиорганосилоксан В, выбранный из полиорганосилоксанов, включающих одинаковые или различные звенья формулы (3)

где символы W, которые являются одинаковыми и/или различными, означают:
линейный или разветвленный алкильный остаток, содержащий 1-18 атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном, циклоалкильный остаток, содержащий 5-8 циклических атомов углерода, необязательно замещенный, по меньшей мере, одним галогеном,
арильный остаток, содержащий 6-12 атомов углерода, который необязательно может быть замещен на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,
арилалкильную часть с алкильной частью, содержащей 5-14 атомов углерода, и арильной частью, содержащей 6-12 атомов углерода, необязательно замещенную на арильном участке, по меньшей мере, одним атомом галогена, или алкильной и/или алкоксильной группой, содержащей 1-3 атома углерода,
символы Y являются одинаковыми или различными и означают С1-С12-линейный или разветвленный алкенильный остаток, содержащий, по меньшей мере, одну этиленовую ненасыщенность на конце цепи и/или в цепи, и необязательно, по меньшей мере, один гетероатом;
е равно 1 или 2, d равно 0, 1 или 2, при этом сумма (d+e) имеет значения от 1 до 3;
по выбору, другие звенья общей усредненной формулы (2')

где W имеет те же значения, что указаны выше, и с принимает значения от 0 до 3,
при этом композиция содержит, по меньшей мере, 50 мас.% (сухой остаток) полиорганосилоксана.