PL166335B1 - Sposób wytwarzania tkaniny lutniowej - Google Patents

Abstract

. Sposób wydarzania tkaniny lutniowej polegający na nntoszeniu na tikanmę warstwy PCW, znamienny tym, że mieszaninę PCW nanosi się metodą kalandrowania i jednoczesnego laminowania na wyrób włókienniczy obustronnie, a następnie tak otrzymany produkt lakieruje się z obu stron lakierem antyelektrostatycznym w ten sposób aby 10-100% powierzchni tkaniny było zadrukowane.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tkaniny lutniowej, stosowanej w górnictwie do otrzymywania lutni.

Produkcja tkanin lutniowych znanych dotychczas polega na powlekaniu tkaniny poliamidowej powłoką z antyelektrostatycznej pasty PCW. Produkowane dotychczas tkaniny lutniowe nie odpowiadają jednak standartom europejskim w zakresie antyelektrostatyczności i jakości powłoki (mała szczelność tkaniny lutniowej). Słabe połączenie warstwy tworzywa z tkaniną poliamidową obniża trwałość wyprodukowanej z tego materiału lutni i uniemożliwia znaczące poprawienie jakości produkowanych tkanin lutniowych. Większość produkowanych tkanin lutniowych posiada rezystywność powierzchniową 1 x 10⁹ Ω m. Materiał ten umożliwia produkcję lutni jedynie metodą szycia. Konfekcja lutni metodą zgrzewania jest niemożliwa ze względu na słabą wytrzymałość otrzymywanych spawów oraz na złą przyczepność warstwy PCW do tkaniny

Obecnie w celu poprawienia właściwości antyelektrostatycznych tkanin lutniowych stosuje się dyspersję polimeryczną.

W ostatnim czasie pojawiła się na rynku nowa tkanina lutniowa. W porównaniu z omawianym wyżej materiałem lutniowym zmieniona została tkanina poliamidowa oraz technologia nanoszenia warstwy PCW na tkaninę, jednak przyczepność warstwy PCW do podłoża niewiele się poprawiła. W celu poprawienia właściwości antyelektrostatycznych materiał lutniowy pokrywany jest dyspersją antyelektrostatyczną.

166 335

Dyspersję tę przyrządza się bezpośrednio przed procesem nanoszenia przez zmieszanie pasty antystatycznej i preparatu WINIDEN PS-60.

Skład stosowanej pasty antyelektrostatycznej jest następujący:

1. Winiden PS-60,

2. Sadza SAKAP-6,

3. Sulforokafenol N-3,

4. Zagęstnik, środek antypienny, woda

Dyspersja ta ma postać dość gęstej pasty. Nanoszenie pasty na tkaninę lutniową odbywa się metodą maczania tkaniny w wannie kąpielowej, a następnie utrwalania dyspersji w komorze suszącej

Proces nanoszenia dyspersji wymaga przestrzegania następujących parametrów pracy urządzenia do antystatyzacji tkaniny lutniowej:

- szybkość przesuwu tkaniny około 10-15 m/min.,

- temperatura tunelu suszącego 120-140°C,

- grubość powłoki 0,1-0,2 mm.

Dość gruba powłoka dyspersji antystatycznej oraz wymagana wysoka temperatura utrwalania dyspersji, utrudnia właściwe pokrycie tkaniny lutniowej tzn. uzyskanie powłoki dyspersji trwale związanej z powierzchnią tkaniny, w przypadku zatrzymania urządzenia antystatyzacji następuje przegrzanie tkaniny w komorze suszącej co powoduje spadek antystatyczności. Dość gruba warstwa dyspersji podwyższa koszty wytworzenia tkaniny lutniowej. Wadą dyspersji jest również to, że istnieje możliwość rozwarstwienia składników dyspersji co praktycznie wyklucza stosowanie jej w procesie antyelektrostatyzacji tkanin lutniowych. Dyspersji tej nie można nanosić na tkaninę metodą druku rotograwiurowego, fleksodruku z uwagi na dużą lepkość oraz niewystarczającą trwałość dyspersji. Szybko wirujące wałki drukujące powodują rozwarstwienie dyspersji. Dyspersja ta wymaga ogrzania w celu utrwalenia do temperatury minimum 120°C bez względu na sposób nanoszenia.

Wytwarzane tą metodą tkaniny nie spełniają wymogów antyelektrostatycznych, nie zapewniają odpowiedniej szczelności oraz osiągnięcia odpowiedniej wytrzymałości na podciśnienie na poziomie 6500-7500 Pa.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że można otrzymać tkaninę lutniową o wysokich parametrach wytrzymałościowych, dającą się łatwo zgrzewać oraz mającą bardzo dobre właściwości antyelektrostatyczne, stosując sposób według wynalazku.

Sposób wytwarzania tkaniny lutniowej według wynalazku polega na tym, że przygotowaną mieszaninę PCW o odpowiednim składzie nanosi się metodą kalandrowania i jednoczesnego laminowania na wyrób włókienniczy. Tak otrzymany produkt lakieruje się z obu stron lakierem antyelektrostatycznym w ten sposób aby uzyskać 10-100% zadrukowania powierzchni tkaniny.

Jako wyrób włókienniczy stosuje się przędzinę, dzianinę lub tkaninę, korzystnie z włókien poliamidowych lub poliestrowych. Wyrób włókienniczy pokrywa się gorącą masą PCW lub laminuje się folią, ewentualnie zadrukowaną lakierem antyelektrostatycznym.

Po zadrukowaniu tkaninę lutniową przewija się na tuleję tekturową, kontrolując jednocześnie jakość otrzymanego wyrobu.

Jako masę PCW stosuje się masę zawierającą 100 części wagowych polichlorku winylu, 15-45 części wagowych plastyfkatora I-rzędowego, korzystnie ftalanu dwuoktylu, 15-30 części wagowych plastyfikatora II-rzędowego, korzystnie fosforan tri(1,3-dwuchloropiOpylenowy), 2-25 części wagowych antypirenów, korzystnie chloroparafiny i trójtlenku antymonu, 0,2-2 części wagowych stabilizatora, korzystnie trójzasadowego siarczanu ołowiu, 0,5-7 części wagowych antystatyków niejonowych, w postaci organicznych związków niejonowych, korzystnie 0,5-7 części wagowych antyelektrostatyków jonowych, korzystnie w postaci organicznych pochodnych amin IV-rzędowych, 5-30 części wagowych napełniacza, korzystnie strącanego węglanu wapnia oraz 0,1-1 części wagowych pigmentu, korzystnie sadzy.

166 335

Odcinki lutni produkowane metodą kalandrowania posiadają większą wytrzymałość na podciśnienie. Produkcja tkaniny powinna odbywać się na kalandrach 3, 4 wałkowych posiadających możliwość prawidłowego laminowania tkaniny z gorącą masą PCW.

Aby uzyskać trudnopalność produkowanej tkaniny zastosowano układ uniepalniaczy. Są to związki organiczne pochodne związków fosforu, chlorowcopochodnych oraz związków antymonu, korzystnie fosforan tn(1,3-dwuchloropropylenowy), chloroparafina 40%, trójtlenek antymonu. Istotne jest to, że zastosowana w układzie chloroparafina 40% zwiększa właściwości uniepalniające trójtlenku antymonu, natomiast fosforan tri(1,3-dwuchloropropylenowy) jest antypirenem i jednocześnie plastyfikatorem II rzędowym. Stosunek chloroparafiny 40% do trójtlenku antymonu powinien wynosić od 5%-60%, natomiast stosunek plastyfikatora I rzędowego do II rzędowego wynosi od 30% do 90%. Właściwości antyelektrostatyczne nadaje mieszance układ antyelektrostatyków niejonowych, korzystnie dehydat i jonowych. Istotne jest zachowanie proporcji pomiędzy wymienionymi antystatykami, korzystnie od 10% do 80% antyelektrostatyka niejonowego.

W układzie stabilizującym zastosowano stabil^jz^^or ołowiowy oraz stabilizator wapniowy, które poza stabilizacją termiczną mieszanki powodują również to, że masa PCW bez dodatku antystatyków posiada rezystywność powierzchniową rzędu 1 x 10’³- 1 x 10’⁴ Ω m. Stabilizator wapniowy prócz stabilizowania jest czynnikiem smarującym mieszankę. Sadzę zastosowano jako pigment. Kredę (węglan wapnia strącany technologicznie) zastosowano jako wypełniacz.

Aby uzyskać mieszankę PCW o dobrych parametrach antyelektrostatycznych i trudnopalności należy zachować odpowiednią kolejność dodawania składników w czasie mieszania. Do PCW należy dodać stabilizatory, następnie odważyć ftalan dwuoktylu, fosforan tri(1,3-dwuchloropropylenowy), chloroparafinę 40% i antyelektrostatyki. Wszystkie te składniki dokładnie wymieszać, a następnie wlać cienkim strumieniem do PCW i stabilizatorów. Po dokładnym wymieszaniu - czas mieszania około 10-15 minut, dodaje się pozostałe sypkie składniki tzn. kreda, trójtlenek antymonu, sadza a następnie mieszać przez około 5-10 minut. Podany sposób odnosi się do sporządzania mieszanek w mieszadłach zetowych. W przypadku mieszalników fluidalnych sposób postępowania jest podobny, różni się tym, że wszystkie sypkie składniki podawane są na początku mieszania.

Tak przygotowaną mieszanką PCW pokrywa się tkaninę poliamidową metodą kalandrowania, uzyskany materiał lutniowy jest trudnopalny. Czas palenia poniżej 3 sek. Rezystywność powierzchniowa od 1 x 10⁸ Ω m do 1 x 10® Ω m. Rezystywność skrośna 1 x 10⁹ Ω m. Materiał ten można konfekcjonować metodą zgrzewania. Daje bardzo dobre spawy. Natomiast aby uzyskać materiał lutniowy o rezystywności powierzchniowej od 1 x 10⁴ do 1 x 10⁷ Ω m należy poddać go uszlachetnianiu.

Tkaninę lutniową lakieruje się obustronnie lakierem antyelektrostatycznym metodą rotograwiurową wałkiem rastrowym wykonanym metodą elektromechanicznego grawerowania formy. Nacięcie piramidalne wykonane są rylcem o kącie rozwarcia 115° na urządzeniu K-202. Istotne jest tu to, że lakier pokrywa od 10 do 100% powierzchni tkaniny lutniowej co pozwala na odzyskanie odpowiedniej antyelektrostatyczności a jednocześnie umożliwia budowę lutni metodą szycia i zgrzewania oraz metodą zgrzewania.

Na powierzchni lutni naniesiona warstwa lakieru tworzy siatkę przewodzącą trwale związaną z powierzchnią lutni.

Tkanina lutniowa produkowana jest na bazie wyrobu włókienniczego, przędziny poliamidowej (malimo PM-136/158). Tkanina poliamidowa pokrywana jest plastyczną masą PCW odpowiednio modyfikowanego, tworzywo to jest niepalne, posiada odpowiednie właściwości elektryczne tzn. rezystywność powierzchniową i skrośną oraz odpowiednie właściwości fizykochemiczne. Mieszankę PCW przygotowuje się w zależności od stosowanego urządzenia zasilającego linię kalandra. Jeżeli linia zasilana jest masą PCW poprzez plastomat (wstępne uplastycznianie) mieszanka przygotowywana jest w mieszalnikach zetowych, gdy linia zasilana jest wytłaczarką mieszankę przygotowuje się w mieszalnikach fluidalnych otrzymując dryblend.

166 335

Po wstępnym uplastycznieniu masa podawana jest na walcarkę, tam następuje częściowe odgazowanie masy, z walcarki transporterem gorąca masa podawana jest na kalander. Na urządzeniu tym następuje uformowanie plastycznej masy PCW we wstęgę oraz połączenie tkaniny poliamidowej poprzez układ dodwajający (laminujący). Aby uzyskać odpowiednią przyczepność tkaniny do masy PCW należy spełnić następujące warunki.

Tkanina poliamidowa:

szerokość od 135 cm -160 cm gramatura od 100 g/m² - 220 g/m² wytrzymałość paska 50 x 10 mm na rozerwanie w kg:

po osnowie powyżej 9)5 po wątku powyżiy 9)5

Stosowany wyrób włókienniczy charakteryzuje sięttym, że posiada splot umowiwiajycy dobre przelatywanie masy PCW przez tkaninę - oczka o wymiarach od2 do 6 mm Istotae jest również to, że tkanina zostaje wstępnie ogrzana Temperatura powierzchni tkaniny wprowadzonej do urządzenia laminującego powinna wynosić od 30 do 70°C. W czasie procesu laminowania tkanina powinna być równomiernie naciągnięta co wpływa na jakość otrzymywanego materiału. Tkanina poliamidowa naprężana jest poprzez wałek rozprężny charakteryzujący się tym, że posiada nacięcie w kształcie linii śrubowej rozchodzącej się od środka w kierunku obu jego końców

Ważnym elementem procesu laminowania jest dobranie odpowiedniego ciśnienia docisku wału gumowego, poprzez który dociskana jest tkanina poliamidowa do gorącego wału kalandra, na którym jest uformowana gorąca wstęga plastycznego PCW. Ciśnienie laminowania powinno wynosić od 3 do 15 ton nacisku na stronę wału laminującego. Na jakość otrzymanego materiału lutniowego mają również wpływ parametry przetwórstwa masy PCW. Temperatura pracy urządzeń wstępnego uplastyczniania - wytłaczarka, plastomat, walcarka - powinna być w granicach od 120 do 150°C. Temperatura kalandra.

I wał

II wał

III wał

IV wał

130-160°C

130-165°C

130-175°C

Wały chłodzące. Temperatura wody chłodzącej od 15 do 25°. Tkaninę poliamidową pokrywa się masą PCW dwustronnie.

Proces produkcji prowadzi się tak aby końcowa grubość tkaniny lutniowej wynosiła 0,72-0,82 mm. Zbyt mała grubość tkaniny lutniowej utrudnia proces konfekcji tkaniny metodą zgrzewania. Gramatura tkaniny lutniowej od 0,800 g/m.2 do 1,100 g/m2.

W celu uzyskania odpowiednich parametrów antyelektrostatycznych, trudnopalności oraz fizykochemicznych przygotowano specjalnie modyfikowaną mieszaninę PCW.

Etapy produkcji tkaniny lutniowej.

Przygotowanie mieszanki PCW.

Miesza się PCW według wyżej podanej receptury w mieszarkach zetowych lub szybkoobrotowych (fluidalnych).

Aby uzyskać mieszankę PCW o dobrych parametrach antyelektrostatycznych i trudnopalności konieczne jest zachowywanie odpowiedniej kolejności dodawania składników w czasie mieszania. Do PCW-S odważyć należy stabilizatory, następnie odważyć ftalan dwuoktylu, fosforan tri( 1,3-dwuchloropropylenowy) chloroparafinę 40%, antyelektrostatyki jonowe i niejonowe. Wszystkie te składniki dokładnie wymieszać, a następnie wlać do PCW-S i stabilizatorów. Po dokładnym wymieszaniu w czasie 10-15 minut, dodawać należy pozostałe sypkie składniki tzn. kredę, trójtlenek antymonu, sadzę, a następnie mieszać przez 5-10 minut. Podany sposób odnosi się do sporządzania mieszanek w mieszalnikach zetowych. W przypadku mieszalników fluidalnych sposób postępowania jest podobny, różni się tym, że wszystkie syp6

166 335 kie składniki podawane są na początku mieszania. Tak przygotowaną mieszaninę poddaje się dalszemu przetwórstwu.

Wstępne uplastycznianie. Przygotowaną masę PCW poddaje się wstępnemu uplastycznianiu za pomocą urządzeń uplastyczniających takich jak plastomat i wytłaczarka, po przejściu mas PCW przez te urządzenia masę poddaje się dalszemu uplastycznianiu oraz odgazowaniu na walcarce. Plastyczna masa PCW podawana jest w postaci wstęgi na kalander.

Formowanie wstęgi. Wstęga PCW zasila kalander czterowałkowy, na którym odbywa się formowanie gorącej wstęgi PCW. Proces prowadzi się tak aby otrzymać na czwartym wale kalandra gorącą wstęgę PCW gotową do laminowania z tkaniną poliamidową.

Laminowanie. Do uformowanej wstęgi poprzez układ podgrzewania, układ napinania-naprężania oraz układ laminowania podawany jest wyrób włókienniczy, korzystnie przędzina MALIMO PN-136/158, która pokrywana jest gorącą masą PCW (prasowanie ciągłe na gorąco). Tkanina poliamidowa pokrywana jest z obu stron masą PCW.

Pozostałe układy linii kalandra. Po zlaminowaniu, tkanina poprzez układy odbierający, moletujący, chłodzący oraz układ obcinający brzegi tkaniny nawijana jest na stalowe rury nawijaka.

Drukowanie. Tkanina nawinięta na stalowe rury transportowana jest na drukarnię, gdzie za pomocą druku rotograwiurowego nanosi się lakier antyelektrostatyczny. Lakierowane są obie strony tkaniny.

Kontrola jakości braków Po zadrukowaniu tkanina przewijana jest na rury tekturowe w ilości według życzenia odbiorcy, w czasie przewijania pobierane są próby tkaniny w celu zbadania parametrów jakościowych produkowanej tkaniny. W przypadku laminowania wyrobu włókienniczego folią, drukowanie lakierem można prowadzić przed laminowaniem.

Sposób wyżej opisany pozwala na uzyskanie tkaniny lutniowej, której czas palenia wynosi poniżej 3 sek., rezystywność powierzchniowa 1 10⁴-1 10⁷ Ω m, rezystywność skrośna 1 10⁸ Ω m do 1 10⁹ Ω m. Materiał ten można konfekcjonować metodą szycia oraz metodą zgrzewania.

Przykład. Przygotowanie mieszanki PCW. Mieszankę PCW sporządzono w mieszalniku zetowym według wyżej opisanego sposobu. Skład mieszanki zastosowanej do produkcji tkaniny lutniowej jest następujący:

PCW S-64	100 cz. wag.
Ftalan dwuoktylu	32 cz. wag.
Fosforan tri( 1,3-dwuchloropropylenowy)	15 cz. wag.
Dehydat P-635 (niejonowy)	2,8 cz. wag.
AntyełektrostaaykPS-13 (jonowy)	2,8 cz. wag
Chloroparafina 40%	5 cz. wag.
Trójzasadowy siarczan ołowiu	2,5 cz. wag.
Ergoterm RC	0,8 cz. wag.
Trójtlenek antymonu	7,2 cz. wag.
Kreda	16 cz. wag.
Sadza SAKAP-6	0,4 cz. wag.
Przygotowaną mieszankę uplastyczniono	w plastomacie, następnie uplastycznioną masę

PCW za pomocą transportera podano na walcarkę. Temperatura walcy walcarki:

I walec 140°C

II walec 150°C

Na walcarce następuje częściowe odgazowanie masy. Z walcarki transporterem gorąca masę podawano na kalander. Na urządzeniu tym następuje uformowanie plastycznej masy PCW we wstęgę oraz połączenie tkaniny poliamidowej poprzez układ podwajający (laminujący). Tkanina poliamidowa wykorzystana do produkcji tkaniny wentylacyjnej to przędzina MALINO PM-136/158.

Szerokość

Gramatura

158 cm od 100 g/m² - 220 g/m²

166 335

Ί

Wytrzymałość paska 50 x 100 m na rozerwanie w kg.

po osnowie povyyżej 95 KNm po wątku powyżej 9)5 KNm

Istotne elementy laminowania to temperatura powierzchni wprowadzanej tkaniny poliamidowej 60°C. W czasie procesu laminowania tkanina poliamidowa jest równomiernie naciągana co jest realizowane poprzez wałek rozprężny charakteryzujący się tym, że posiada nacięcie w kształcie linii śrubowej rozchodzącej się od środka w kierunku obu jego końców. Ważnym elementem procesu laminowania jest ciśnienie docisku wału gumowego. Ciśnienie laminowania powinno wynosić 6 ton nacisku na stronę wału laminującego.

Temperatura wałów kalandra przy prędkości kalandrowania 18-20 m/min:

I wał	145°C
II wał	150°C
III wał	160°C
IV wał	170°C

Wały chłodzące temp. 18-20°C.

Grubość tkaniny lutniowej 0,76 m + 0,05 mm.

Gramatura tkaniny lutniowej 0,900 g + 0,50 g.

Otrzymany materiał pokryto lakierem antyelektrostatycznym metodą druku rotograwiurowego wałkiem rastrowym wykonanym metodą elektronicznego grawerowania formy, nacięcie piramidalne wykonane rylcem o kącie rozwarcia 115° na urządzeniu K-202. Istotne jest to, że lakier pokrywa od 30 do 60% powierzchni materiału. Szybkość druku - 20 m/min, temperatura suszenia 70°C.

Otrzymany materiał spełnia wszystkie wymagania przewidziane dla wyrobów stosowanych w górnictwie i uzyskał atest Głównego Instytutu Górnictwa, Kopalni Doświadczalnej BARBARA.

166 335

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania tkaniny lutniowej polegający na nanoszeniu na tkaninę warstwy PCW, znamienny tym, że mieszaninę PCW nanosi się metodą kalandrowania i jednoczesnego laminowania na wyrób włókienniczy obustronnie, a następnie tak otrzymany produkt lakieruje się z obu stron lakierem antyelektrostatycznym w ten sposób aby 10-100% powierzchni tkaniny było zadrukowane.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę PCW nanosi się na wyrób włókienniczy w postaci gorącej masy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę PCW nanosi się na wyrób włókienniczy w postaci ewentualnie zadrukowanej folii.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako masę PCW stosuje się masę zawierającą 100 części wagowych polichlorku winylu, 15-45 części wagowych plastyfikatora I-rzędowego, korzystnie ftalanu dwuoktylu, 15-30 części wagowych plastyfikatora II-rzędowego, korzystnie fosforan tri(1,3-dwuchloropropylenowy), 2-25 części wagowych antypirenów, korzystnie chloroparafiny i trójtlenku antymonu, 0,2-2 części wagowych stabilizatora, korzystnie trójzasadowego siarczanu ołowiu, 0,5-7 części wagowych antystatyków niejonowych, w postaci organicznych związków niejonowych, korzystnie 0,5-7 części wagowych antyelektrostatyków jonowych, korzystnie w postaci organicznych pochodnych amin IV-rzędowych, 5-30 części wagowych napełniacza, korzystnie strącanego węglanu wapnia oraz 0,1-1 części wagowych pigmentu, korzystnie sadzy.
5. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek chloroparafiny 40% do trójtlenku antymonu wynosi od 5%-60% chloroparafiny, natomiast stosunek plastyfikatora I rzędowego do II rzędowego wynosi od 30% do 90% plastyfikatora II rzędowego.
6. 6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek antyelektrostatyków niejonowych do jonowych wynosi od 10% do 80% antyelektrostatyka niejonowego.
7. 7 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób włókienniczy ewentualnie lakieruje się lakierem antyelektrostatycznym metodą rotograwiurową wałkiem rastrowym.