CZ73699A3

CZ73699A3 - Záchranná přikrývka proti ohni, kompozice obsahující jinou melaminovou pryskyřici a produkty s vlastnostmi znemožňujícími oheň

Info

Publication number: CZ73699A3
Application number: CZ1999736A
Authority: CZ
Inventors: George Michael Kent; Karen L. Johnson; Awni Sammakia
Original assignee: Basf Corporation
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-06-14

Abstract

Směs vláken se zlepšenými vlastnostmi znemožňující oheň a s vyšší pevností zahrnuje od 15 do asi 80 hmotnostních dílů vláken s obsahem melaminové pryskyřice, až do asi 80 hmotnostních dílů aramidových vláken a až do 80 hmotnostních dílů modaktylových vláken, stejně jako výrobky z nich získané, a to příze, přikrývka a stavební materiál. Dále je popsán způsob výroby této směsi vláken. Je také popsána záchranná přikrývka proti ohni s obsahem této směsi vláken.

Description

Oblast techniky

Tento vynález je dílčím pokračováním související US patentové přihlášky s pořadovým číslem 08/938 525, podané dne 26. září 1997, jejíž celý obsah je zde zahrnut v odkazu .

Uvedený vynález se obecně týká oblasti kompozic s obsahem melaminových pryskyřic. Přesněji, uvedený vynález je ztělesněn v produktech které využívají kritické směsi vláken z melaminové pryskyřice, aramidových vláken a/nebo modakrylových vláken a které vykazují lepší vlastnosti při znemožňování ohně, stejně tak jako lepší pevnost, výrobu a pohodlné vlastnosti pro koncové uživatele.

Dosavadní stav techniky

V případech ohně v obytných místech, pracovním prostředí nebo vozidlech, kde jsou lidé vystaveni otevřenému plameni a podmínkám bleskového ohně není v současnosti na trhu produkt typu přikrývky, který poskytuje odpovídající ochranu znemožňující oheň. Ohnivzdorné výrobky používané ve výzbroji profesionálních požárníků jsou historicky příliš nákladné a objemné pro použití jako spotřebitelský bezpečnostní produkt, jako například záchranná přikrývka proti ohni (to jest přikrývka, která může být využita osobou v obytném prostředí, pracovním prostředí nebo ve vozidle pro zastavení ohně a jeho škodlivých vlivů na kůži osoby).

• ·

Vybavení profesionálních požárníků využívá materiály, jako jsou PBI nebo Lenzing P-84, které jsou nesmírně drahé Některé plameni odolné průmyslové výrobky využívají skleně né vlákno, které je nepříjemné na dotyk. Z těchto důvodů, to jest kvůli ceně a pohodlí, se takové materiály nehodí pro uživatelsky příjemné použití, jako jsou záchranné přikrývky proti ohni v obytných prostorách, pracovním prostředí nebo ve vozidlech a dalších prostředích. Doposud nebyl v technologii oheň znemožňujících vláken z hlediska spotřebitelského trhu takový výrobek vyroben. Toto má nešťastný vliv na ztráty na životech a bolestivé úrazy způsobené popáleninami prvního, druhého a třetího stupně, tedy souhrnně při požárech v obytných prostorách, pracovních prostorách a vozidlech.

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu jsou ekonomicky přijatelné výrobky znemožňující oheň pro zabezpečení spotřebitelů, stejně jako pro profesionální zabezpečení, vyrobeny z kompozic obsahujících melaminovou pryskyřici. Všeobecně vzato je uvedený vynález ztělesněn v textiliích, které obsahují kritickou kombinaci vláken z melaminové pryskyřice, aramidových vláken a/nebo modakrylových vláken, což vyústí v produkty, které jsou ekonomicky schůdnými výrobky pro znemožňování ohně, mající lepší pevnost, výrobu a pohodlné vlastnosti pro koncové uživatele.

Výrobky podle uvedeného vynálezu byly vyvinuty jako hlavní výrobky pro znemožňování ohně pro ochranu proti extrémnímu žáru a otevřenému plameni v jakékoli aplikovatelné nouzové situaci. Tyto výrobky mají schopnost záchrany životů a předcházení závažných popálenin v domovech, ošetřovatelských domech, hotelích, vozidlech, průmyslových • · · · a pracovních prostředích a jakýchkoliv dalších prostředích, ve kterých je nebezpečí ohně nebo velmi vysokých vnějších teplot.

Tyto a další stránky a výhody uvedeného vynálezu se stanou jasnější po pečlivém uvážení následujícího podrobného popisu výhodných příkladných ztělesnění.

Výraz „vlákna, jak je zde použit, je míněn pro označení staplových vláken různých délek.

Míchané vláknové směsi podle tohoto vynálezu zahrnují vlákna z melaminové pryskyřice a účinného množství aramidových vláken a/nebo vláken modakrylových. Obecně vzato, směs vláken obsahuje mezi zhruba 15 až asi 80 díly hmotnostními vláken z melaminové pryskyřice, mezi zhruba 0 až asi 80 díly hmotnostními aramidových vláken a mezi zhruba 0 až asi 80 díly hmotnostními modakrylových vláken. Výhodné ztělesnění tohoto vynálezu spočívá ve směsi vláken, ve které jsou vlákna z melaminových pryskyřic přítomna v množství mezi zhruba 20 až asi 50 díly hmotnostními, aramidová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 20 až asi 50 díly hmotnostními a modakrylová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 20 a asi 50 díly hmotnostními. Jiné výhodné ztělesnění tohoto vynálezu zahrnuje směs vláken, ve které jsou vlákna z melaminových pryskyřic přítomna v množství mezi zhruba 30 a 36 díly hmotnostními, aramidová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až 36 díly hmotnostními a modakrylová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až 36 díly hmotnostními. Další výhodné ztělesnění uvedeného vynálezu zahrnuje směs vláken, ve které jsou vlákna z melaminových pryskyřic přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních, aramidová vlákna jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních a modakrylová • · • ··

• · ·· · ·« * • ♦ · · ♦ · • · · ·· · · · · • · · · • · · · · · < · · · vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních.

Podle přítomného vynálezu může být směs vláken využita jak pro zisk kompozic majících lepší vlastnosti pro znemožňování ohně, stejně tak jako pevnost, výrobu a pohodlné vlastnosti pro koncové uživatele. Tyto kompozice mohou být využity v přikrývkách (zde označovaných jako „záchranné přikrývky proti ohni), látkách pro přikládání ke zdem (například papírové tapety na zeď nebo záclony na zeď) v ošetřovatelských domech a jiných stavbách, výrobcích s teplenými vložkami, záclonách pro sváření používaných v průmyslových aplikacích a ostatní použití, při kterých mají být odstíněny oheň a/nebo vysoké teploty.

Vlákna z melaminové pryskyřice využitelná v tomto vynálezu jsou ta, která jsou vyráběna z vysoce koncentrovaných roztoků melamin-formaldehydových předkondenzačních produktů po přidání kyselých vytvrzovacích činidel rotačním zvlákňováním, odtahováním, vytlačováním nebo rozvlákněním. Získávaná vlákna jsou obecně předsušena s dloužením nebo bez dloužení a melaminová pryskyřice je obvykle vytvrzována při teplotách od 120 °C do 250 °C. 9000 m vlákna má obvykle hmotnost od zhruba 0,015 g (0,3 denier) do asi 0,4 g (8 denier a po nařezání délku od zhruba 12,7 mm (0,5 palce) do 203,2 mm (8 palců) délky. Zvláště teplotně stabilní vlákna jsou získávána, pokud je do asi 30 % molárních, obzvláště od asi 2 do zhruba 20 % molárních melaminu v melaminové pryskyřici nahrazeno hydroxyalkylmelaminem. Taková vlákna snesou použití do teploty do 200 °C, výhodněji do 220 °C. Dále může být menší množství melaminu nahrazeno substituovanými melaminy, močovinou nebo fenolem. Zvláště výhodná vlákna z melaminové pryskyřice pro použití podle tohoto vynálezu jsou komerčně dostupná od společnosti BASF Corporation pod ochrannou známkou BASOFIL®.

Aramidová vlákna využitelná v přítomném vynálezu jsou ta, která jsou vyráběna zvlákňováním roztoků polykondenzačních produktů kyseliny isoftalové nebo tereftalové s paranebo meta-fenylendiaminem v rozpouštědlech jako jsou například směsi N-vinylpyrrolidonu a hexamethylfosforamidu. Výsledné nepřetržité vlákno je poté nařezáno na staplová vlákna, jež mají titr, kde 9000 m vlákna má hmotnost od zhruba 0,015 g (0,3 denier) do asi 0,4 g (8 denier). Výhodnými aramidovými vlákny jsou ta, jejichž základem je izomerní póly(p-fenylentereftalamid). Zvláště výhodné aramidové vlákno pro použití v tomto vynálezu je komerčně dostupné od E.I. du Pont de Nemours & Company pod ochrannou známkou KEVLAR®, nebo od Akzo Nobel pod ochrannou známkou TWARON®.

Výraz „modakrylové vlákno, jak je používán v tomto vynálezu, je všeobecně míněn pro označení vlákna, ve kterém složkou tvořící vlákno je jakýkoliv syntetický polymer s dlouhým řetězcem tvořeným akrylonitrilovými jednotkami [-CH2-CH(CN)-] v množství menším než zhruba 85 % hmotnostních a nejméně asi 35 % hmotnostních. Vhodná modakrylová vlákna využitelná v přítomném vynálezu zahrnují, avšak nejsou omezena pouze na ně, modakrylová vlákna vyráběná firmou Kanebo, Ltd., (Tokio, Japonsko), samozhášivá modakrylová vlákna od firmy Solutia (Atlanta, Georgia) a INIDEX® vlákna vyráběná firmou Courtaulds Fibers Ltd. z Velké Británie. Zvláště výhodná modakrylová vlákna pro použití podle přítomného vynálezu jsou komerčně dostupná od firmy Kaneka Corporation pod ochrannou známkou KANECARON®.

Vlákna s obsahem melaminové pryskyřice, aramidová vlákna a modakrylová vlákna použitá v tomto vynálezu jsou typicky směšována v obvyklém zařízení pro míchání vláken.

Výchozími látkami jsou obecně staplová vlákna běžných délek od zhruba 25,4 mm (1 palec) do asi 152,4 mm (6 palců).

S vlákny mohou být též přidávány obvyklé přísady, jako jsou například plnidla, barviva, pigmenty, kovové prášky a/nebo matovací prostředky. Výchozí látky jsou obvykle přiváděny dopravními zařízeními do víčkového mykadla a v něm předmíchávány. Směšování je poté obecně dokončeno v pracovním mykacím stroji a stěrači mykadla. Získané rouno je poté obvykle dále zpracováno na příze nebo tkaniny, pro které je možno použít způsoby běžné v textilním průmyslu. Tyto příze, tkaniny nebo textilie mohou být poté dále zpracovávány na rozličné textilní nebo netextilní struktury v závislosti na oblasti použití.

Vláknové směsi podle přítomného vynálezu mohou být též barveny za použití konvenčních způsobů a zařízení, jak bude zřejmé odborníkovi v oboru. Například barvící způsob může využívat nepřetržité zařízení pro napouštění-paření, ve kterém jsou vláknové směsi ve formě textilie máčeny v rozvinuté šíři textilie. Textilie poté prochází pařákem při zhruba 48,9 °C (120 °F) s dobou zdržení dvanáct (12) minut. Následně se textilie podrobí propláchnutí. Hodnota pH je asi 4 a je regulována pomocí kyseliny octové.

Vláknové směsi podle přítomného vynálezu mohou být zpracovávány ve formě vlákna na textilie, jako například pro záchranné přikrývky proti ohni, mající zlepšené charakteristiky znemožňování ohně a výhodnější ekonomiku ve srovnání s jinými textiliemi vyrobenými ze samostatných jednotlivých vláknových složek.

Vata, získaná v pracovním a čistícím mykacím procesu, může být pro výrobu textilií ze směsí vláken podle přítomného vynálezu, s výhodou při obsahu aramidových vláken od zhruba 20 % hmotnostních do asi 50 % hmotnostních, blamiro-

váno a zajehlováno. Získané tkaniny může být například použito pro výrobu výrobků znemožňujících oheň.

Podle tohoto vynálezu netkané zajehlované textilie mohou být řezány na vhodné rozměry a baleny jako přikrývky, nebo mohou být okraje obroubeny.

Další porozumění tomuto vynálezu je dostupné z následujících příkladů, které vynález neomezují.

Příklady provedení vynálezu

Ve shodě s upřednostňovaným ztělesněním tohoto vynálezu stejné díly vláken s obsahem melaminové pryskyřice (BASOFIL®) , para-aramidových vláken (KEVLAR®) a modakrylových vláken (KANECARON®) byly rozvinuty a smíchány dohromady v lince pro zpracování textilního staplového vlákna. Výsledné směsné vlákno obsahovalo vlákna z melaminové pryskyřice v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních, aramidová vlákna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních a modakrylová vlákna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních .

Vlákna byla přenesena do textilního mykacího stroje kde byla dále promíchána a orientována' do rouna nebo vaty. Rouno nebo vata byly poté blamirovány pro dosažení hmotnosti na požadované úrovni a pro další míchání směsi. Blamirované rouno nebo vata byly poté zavedeny do jehlového stavu, který zaplétá vlákna za tvorby netkané textilie s dostatečnou integritou pro použití jako přikrývky. Výsledná hmotnost byla zhruba 0,2034 kg/m² (6 uncí/čtvereční yard).

Výsledná netkaná textilie byla zpracována do čtyř přikrývek pro ověřování na modelu lidského těla pro ověřování vlivu teplot. Všechny testy (zde zmíněné jako teplotní

• · · · · · figurínový test a popsaný v příbuzné a související US patentové přihlášce s pořadovým číslem 08/938 525, jejíž veškerý obsah zde byl zahrnut v odkazech) byl prováděn tepelným tokem 8,373 W/cm².s (2 cal/cm².s). Doba trvání každé z expozic byla čtyři sekundy.

Každá ze čtyř ověřovaných přikrývek byla testována jednotlivě obalením 1,5 otáčkou každé jednotlivé z přikrývek okolo torza testovací figuríny. Obalené torzo figuríny bylo poté vystaveno řízeným plamenům po dobu 4 sekund. Tepelné snímače naměřily teplotní údaje, které byly zpracovány počítačem. Počítač řídil testovací postup, sbíral údaje z figuríny vybavené čidly, vypočítával tok tepla při incidentu a odhadoval poškození spáleninami a vydával hlášení o každém z testů, jejichž výsledky jsou vyloženy v tabulce 1.

Tabulka 1: Výsledky teplotního figurínového testu

Příklad	Hmotnost (Kg)	Expoziční doba (s)	Předpovězené popálení (%)
druhý	třetí	celkem
1	0,79	4	25	13	38
2	0, 80	4	34	8	42
3	0, 79	4	47	9	56
4	0, 79	4	39	11	50
Průměr	0, 79	4	36	10	46

Pro srovnání byly stejným způsobem jako je popsán výše testovány průmyslové přikrývky Nomex IIIA Industrial Coveralls a vyprodukované výsledky testů v tabulce 2 dále jsou průměrem tří teplotních figurínových testů s průmyslovými přikrývkami Nomex IIIA Industrial Coveralls.

9·* ···

Tabulka 2: Teplotní figurínový test

Položka	Expoziční doba (s)	Předpovězené popálení (%) druhý třetí celkem
Průmyslová přikrývka Nomex IIIA Industrial Coveralls	4	38	26	64

Jak je ukázáno výše uvedenými výsledky testů, tento vynález vykazuje neočekávaně lepší schopnosti pro znemožňování ohně (například ochranu proti spáleninám). Textilie podle přítomného vynálezu poskytla chráněné figuríně při expozici tepelným tokem 8,373 W/cm².s (2 cal/cm².s) ochranu jak před předpovídanými popáleninami druhého stupně asi 25 % (25 % pokryté povrchové plochy figuríny by bylo postiženo popáleninami druhého stupně), tak předpovídanými popáleninami třetího stupně zhruba 13 % (13 % pokryté povrchové plochy figuríny by bylo postiženo popáleninami třetího stupně). Neočekávaná povaha vlastností znemožňování ohně podle tohoto vynálezu je dokázána výše uvedenými výsledky pro průmyslové přikrývky Nomex IIIA Industrial Coveralls.

Ačkoliv je vynález popsán v souvislosti, která je v současnosti považována za nejpraktičtější a nejvýhodnější ztělesnění, má být rozuměno, že vynález není omezen na popsané ztělesnění, ale naopak, je zamýšlen pro pokrytí rozličných modifikací a obdobných uspořádání zahrnutých v duchu a rozsahu připojených patentových nároků.

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY

1. Směs vláken vyznačující se tím, že zahrnuje mezi zhruba 15 a asi 80 díly hmotnostními vláken s obsahem melaminové pryskyřice, mezi zhruba 0 až asi 80 díly hmotnostními aramidových vláken a mezi zhruba 0 až 80 díly hmotnostními modakrylových vláken.
2. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že aramidovými vlákny jsou para-aramidová vlákna.
3. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že vlákna z melaminové pryskyřice jsou přítomna v množství od zhruba 30 do asi 36 dílů hmotnostních.
4. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že aramidová vlákna jsou přítomna v množství od zhruba 30 do asi 36 dílů hmotnostních.
5. Směs vláken podle nároku 1,. vyznačuj ící se t í m, že modakrylová vlákna jsou přítomna v množství od zhruba 30 do asi 36 dílů hmotnostních.
6. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že vlákna z melaminové pryskyřice jsou přítomna v množství od zhruba 30 do asi 36 dílů hmotnostních, aramidová vlákna jsou přítomna v množství od zhruba 30 do asi 36 dílů hmotnostních a modakrylová vlákna jsou přítomna v množství od zhruba 30 do asi 36 dílů hmotnostních.
7. Směs vláken podle nároku 1, vyznačující se t í m, že vlákna z melaminové pryskyřice jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních, aramidová vlákna jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmot♦ · · • · · ··· ··· nostních a modakrylová vlákna jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních.
8. Směs vláken podle nároků 6 nebo 7, vyznačující se tím, že aramidovými vlákny jsou vlákna para-aramidová.
9. Příze vyrobená ze směsi vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8.
10. Přikrývka vyrobená ze směsi vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8.
11. Přikrývka vyrobená ze směsi vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8.
12. Přikrývka podle nároku 11, vyznačuj ící se t í m, že je tkaná nebo netkaná.
13. Stavební materiál vyrobený ze směsi vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8.
14. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že vlákna z melaminové pryskyřice zahrnují melamin-formaldehydový kondenzační produkt, ve kterém je od zhruba 2 % molárních do 20 % molárních melaminu nahrazeno hydroxyalkylmelaminem.
15. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že aramidová vlákna zahrnují produkt polykondenzace kyseliny isoftalové nebo kyseliny tereftalové s meta- nebo para-fenylenkiaminem.
16. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že aramidová vlákna zahrnují izomerní póly- (pfenylentereftalamid).
17. Směs vláken podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že směs vláken je barvena jako volný materiál.

• · ·· • ··
18. Způsob výroby směsi vláken podle nároku 1 směšová nim hotových vláken, vyznačujíc! se tím, že směs obsahuje množství mezi zhruba 15 až asi 100 díly hmotnostními vláken z melaminové pryskyřice, mezi zhruba 0 až asi 100 díly hmotnostními aramidových vláken a mezi zhruba 0 až asi 80 díly hmotnostními modakrylových vláken.
19. Záchranná přikrývka proti ohni, vyznačující se tím, že obsahuje mezi zhruba 15 až asi 100 díly hmotnostními vláken z melaminové pryskyřice, mezi zhruba 0 až asi 100 díly hmotnostními aramidových vláken a mezi zhruba 0 až asi 80 díly hmotnostními modakrylových vláken.
20. Záchranná přikrývka proti ohni podle nároku 19, vyznačující se tím, že aramidovými vlákny jsou para-aramidová vlákna.
21. Záchranná přikrývka proti ohni podle nároku 19, vyznačující se tím, že vlákna z melaminové pryskyřice jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až asi 36 díly hmotnostními.
22. Záchranná přikrývka proti ohni podle nároku 19, vyznačující se tím, že aramidová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až asi 36 díly hmotnostními.
23. Záchranná přikrývka proti ohni podle nároku 19, vyznačující se tím, že modakrylová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až asi 36 díly hmotnostními.
24. Záchranná přikrývka proti ohni podle nároku 19, vyznačující se tím, že vlákna z melaminové pryskyřice jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až asi 36 díly hmotnostními, aramidová vlákna jsou přítomna ·· ·» • · · · • ♦ · · ·· · ··· • · • · · · ·· · ·· ·· • · · · · · • · · · · · • · · · · ··· ·» «·· ··· v množství mezi zhruba 30 až asi 36 díly hmotnostními a modakrylová vlákna jsou přítomna v množství mezi zhruba 30 až asi 36 díly hmotnostními.
25. Záchranná přikrývka proti ohni podle nároku 19, • vyznačující se tím, že vlákna z melaminové *

pryskyřice jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních, aramidová vlákna jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních a modakrylová vlákna jsou přítomna v množství zhruba 33 1/3 dílů hmotnostních.
26. Záchranná přikrývka proti ohni podle kteréhokoliv z nároků 24 nebo 25, vyznačující se tím, že aramidovými vlákny jsou para-aramidová vlákna.