ТЕКСТИЛЬНЫЙ ЗАМЕДЛИТЕЛЬ ГОРЕНИЯ
Институт химии растворов РАН предложил новую технологию получения огнебиозащищенных волокнистых материалов для домашнего текстиля.
Авторы А. П. Морыганов, Э. А. Коломейцева, В. Н. Галашина считают, что актуальность темы обусловлена высокими темпами развития выработки волокнистых материалов и изделий бытового и технического назначения из них. В общем стоимостном объеме продукции легкой промышленности доля этого сектора составляет примерно 50%. Велика потребность в текстильных материалах с улучшенными защитными свойствами (такими как огнезащищенность, нефте-, масло-, водоотталкивание, биоцидность) и приемлемой для большинства потребителей ценой.
Важность создания огнезащищенных бытовых и технических тканей и нетканых материалов различной природы и назначения обусловлена тем, что текстильные материалы являются серьезным источником опасности во время пожаров.
Из-за отсутствия эффективных, экологически безопасных химических препаратов (замедлителей горения) для огнезащитной отделки в России огнезащищенные материалы до сих пор недостаточно применяются и, в основном, лишь для изготовления спецодежды. Импортные препараты довольно дороги и не всегда обеспечивают соответствие обработанных ими хлопчатобумажных тканей всему комплексу специальных и гигиенических требований, в частности, по содержанию формальдегида.
В Институте химии растворов РАН в 1999–2002 гг. проведены исследования, направленные на создание новых композиционных бесформальдегидных замедлителей горения для волокнистых материалов как альтернативы отечественным и импортным экологически опасным галогено- и формальдегидосодержащим антипиренам. На основе проведенных исследований ИХР РАН совместно с ООО «Апотекс» разработана серия новых экологически безопасных безгалогенных замедлителей горения под общим названием «Тезагран» (текстильный замедлитель горения Российской академии наук) для различных по природе волокнистых материалов, в том числе: «Тезагран-ХЛ» — для огнезащитной отделки х/б тканей; «Тезагран-Л, -ЛК» — для огнезащитной отделки льняных тканей и совмещенной отделки и крашения; «Тезагран-П» — для полиэфирных и смесовых тканей и трикотажных полотен; «Тезагран-Ш» — для шерстяных и смешанных тканей; «Тезагран-Н» — для нетканых материалов изо льна, полиэфира, полипропилена, вискозы, шерсти и др.
Испытание эффективности действия
Показатели огнезащищенности всех тканей намного превышают нормативные значения. При этом, если наиболее часто используемые в настоящее время для изготовления спецодежды ткани, обработанные смесью диаммонийфосфата и мочевины, препаратом «Рукофлам NPK» (Германия) или препаратом «Флован CGN» (Швейцария), не обладают устойчивостью к любым водным обработкам (даже к атмосферным осадкам), то отделка препаратом «Тезагран» обеспечивает определенную устойчивость эффекта огнезащищенности к воздействию влаги (промывка холодной и теплой водой, легкая стирка). Ткани, обработанные препаратом «Тезагран», способны выдерживать многократные химчистки. Технологическая и технико-экономическая эффективность антипиренов «Тезагран-Хл, -Л, -ЛК» подтверждена опытом их четырехлетнего применения на нескольких предприятиях Ивановской, Московской и Ленинградской обл.
Выбраны композиционные составы и условия проведения процессов огнезащитной отделки тканей из полиэфирных волокон и смесей хлопка, вискозы и льна с полиэфиром, обеспечивающие устойчивость защитных свойств к многократным химчисткам. Разработанные составы могут быть применимы для получения трудно горючих декоративных, гобеленовых и портьерных тканей.
Огнезащитная отделка ткани из термостойкого волокна оксалон, проведенная в ОАО «Родники-Текстиль» в Ивановской обл., обеспечила повышение кислородного индекса с 25–26% до 32–35% (нормативный показатель КИ для огнезащищенных материалов 28%).
Высокие показатели огнезащищенности можно придавать и различным поливолокнистым нетканым материалам.
Огнезащищенные нетканые материалы, обработанные в производственных условиях, подвергались экспертной оценке во Всесоюзном научно-исследовательском институте пожарной охраны МВД (Москва). Все показатели — теплопроводность, негорючесть, гигроскопичность, жесткость — удовлетворяют требованиям НТД. Получено разрешение на выпуск нетканых материалов состава лен-70% и ПЭФ-30% с огнезащитной отделкой препаратом «Тезагран-Л» для боевой одежды пожарных в качестве теплоизолирующей негорючей прокладки.
Испытания в Научно-исследовательском институте охраны труда (г. Иваново) объемного теплоизоляционного нетканого материала «Витар», изготовленного термофиксационным способом из полиэфирного и полипропиленового волокон с добавлением шерстяных волокон и пропитанного в условиях ООО «Эванс-Экстра» (Москва), выявили, что остаточного горения после 15 секундной экспозиции в пламени и послесвечения не наблюдается, каплепадение и сквозное прожигание за то же время отсутствуют.
Таким образом, исследованные материалы, обработанные экологически безопасными антипиренами из серии «Тезагран», могут быть использованы для изготовления спецодежды, защищающей от пламени и высоких температур, в составе 3-слойного пакета: саржа целлюлознополиэфирная, утеплитель и прокладочный материал (бязь).
Созданы также композиционные составы замедлителей горения, обеспечивающие, кроме высоких свойств огнезащиты, повышенную стойкость к прожиганию на хлопчатобумажных тканях поверхностной плотности 250–300 г/м2. Таких как двунитка, саржа, диагональ. Эти ткани могут быть высококачественной заменой полульняным парусинам, применяемым в настоящее время для изготовления костюмов сварщиков. Основные пре¬имущества: стойкость к прожиганию более 100 секунд при нормативе для тяжелых (450–500 г/м2) полульняных тканей 50 секунд; высокий кислородный индекс — 38–40% (при норме не менее 28%), кроме того, более мягкий гриф и комфортность хлопка.
Композиционные препараты
Год назад в ИХР РАН на основании целого комплекса химико-технологических и микробиологических исследований разработана серия композиционных препаратов «Комбатекс» (композиционные биологически активные) для биоцидной отделки целлюлозосодержащих материалов (лен, хлопок и смеси на их основе).
Разработанные препараты были апробированы в существующей технологической схеме изготовления льносодержащих нетканых материалов со специальными свойствами. В настоящее время обработку волокнистой массы биоцидными препаратами проводят путем их аэрозольного нанесения непосредственно перед стадией формирования полотна. Безусловно, такой способ является более экономичным в сравнении с жидкостной обработкой, однако при этом на волокнистый материал можно нанести не более 0,6–1% масс. биоцидного препарата, а на стадии слоеформирования возникает опасность частичных потерь волокна из-за «счесывания» именно биозащищенного слоя.
Результаты промышленных испытаний свидетельствуют, что при визуальном контроле появления плесневых грибов, контроле запаха и прочностных показателей материалов наиболее эффективную защиту обеспечивают препараты серии Комбатекс. Они также имеют несомненные преимущества перед используемым ныне импортным препаратом по экономичности и экологическим показателям.
Однако необходимо подчеркнуть, что аэрозольный способ нанесения биоцидного препарата не всегда обеспечивает требуемый уровень защиты изделий от воздействия плесневых грибов. Для гарантированной защиты льносодержащих изделий от биодеструкции целесообразно использовать при изготовлении нетканых материалов биологически защищенные натуральные волокна, получаемые методом жидкостной обработки. После пропитки льноволокон препаратами серии «Комбатекс» достигается эффект их защиты даже при контакте с агрессивными биосистемами, например почвенной микрофлорой.
Поскольку при изготовлении нетканых материалов технического назначения целесообразно использовать сравнительно дешевое сырье — короткое льноволокно низких номеров (№ 3), то жидкостной обработке биоцидными препаратами должна предшествовать его механическая очистка от костры и сорных примесей. При этом высокая степень очистки (остаточное содержание костры 1–1,5 %) должна обеспечиваться при минимально возможных укорочении и разволокнении льна.
В ООО «Рослан» (Иваново) разработана технологическая схема предварительной механической очистки короткого льноволокна, включающая набор отечественного оборудования и позволяющая получать, в отличие от известных линий котонизации, волокно, наиболее соответствующее требованиям, предъявляемым к сырью для изготовления нетканых материалов.
Особенно актуальна схема механической очистки короткого льноволокна с последующим нанесением препаратов для защитной отделки при получении огнезащищенного льноволокна и трудногорючих нетканых материалов на его основе. Полученные из таких огне-, био- или огнебиозащищенных материалов изделия смогут заменить материалы из синтетических, базальтовых волокон, стекловаты и полимерных пен, превзойдя их по эксплуатационным, экологическим и экономическим показателям.
Ресурсосберегающие технологии
На базе препаратов «Тезагран» (с использованием в некоторых случаях и «Комбатекса») разработаны препараты для многофункциональной отделки целлюлозосодержащих тканей. Разработанные технологии и специально созданные для этого препараты позволяют окрашивать текстильные материалы в одну стадию и придавать им свойства огнезащищенности и/или масло-, водостойкости и/или биоцидности.
Например, для смесовых хлопкополиэфирных обивочных тканей разработаны и в настоящее время испытываются как отделочные составы для придания свойств огнезащиты, грязе- и маслоотталкивания, так и ресурсо¬сберегающие одностадийные технологии их применения. Полученные результаты — высокие кислородный индекс (29–34%) и показатели грязе-, маслоотталкивания (4–5 баллов по пятибальной системе) — свидетельствуют об эффективности разработанных препаратов и технологических режимов.
При этом наиболее предпочтительны ткани состава 33% ПЭФ и 67% хлопкового волокна. Специальные свойства таких тканей выше, чем у тканей с вложением 67% ПЭФ волокна.
В заключение следует отметить, что новые препараты «Тезагран» и ресурсосберегающие технологии спецотделки текстильных материалов с их использованием отмечены золотой медалью с отличием на 51-м и золотой медалью на 52-м Салоне изобретений и инноваций в Брюсселе (Бельгия, 2002 и 2003 гг.), Гран-при на III Московском международном салоне инноваций и инвестиций (2003 г.) и золотой медалью на VII Московском салоне (2007 г.)
Область применения таких материалов чрезвычайно широка: изделия для жилища и офисов (мебельные, обивочные, декоративные текстильные материалы), для отдыха (одежда и снаряжение для туристов), транспорта (отделочные ткани и нетканые материалы для железнодорожных вагонов, самолетов, автомашин), стройиндустрии (тепло-, звукоизоляционные нетканые материалы, основы для линолеумов с огнезащитными и/или биоцидными свойствами и др.) и спецодежда для сварщиков, пожарных, военнослужащих, геологов, лесников, работников Министерства по чрезвычайным ситуациям.
Валентина Охотникова
"ЛегПромБизнес" 1-2 (151)