Ткань, обеспечивающая защиту от цепных пил

1 Данное изобретение касается жертвуемых тканей для защиты от риска повреждений при работе с движущейся цепью в цепных пилах. Давно известно, что использование специальных тканей в одежде обеспечивает защиту от цепных пил. Патент США 4,279,965, выданный 21 июля 1981 г. по заявке Bartel, раскрывает использование защитных подкладок из множества слоев нейлоновой ткани. Нейлон соткан простым плетением или 1/2 саржевым плетением. Каждый слой выполнен с использованием переплетенных полосок, которые отрываются с большим трудом от структуры подкладки, чем слои, которые не переплетены. Патент США 5,395,683, выданный 7 марта 1995 г. по заявке Bledsoe и др., раскрывает использование защитной подкладки, выполненной из так называемых гибридных тканевых слоев, включающих сплетенные волокна нескольких видов. ЕР заявка 202,183, опубликованная 20 ноября 1986 г., раскрывает средство защиты от цепной пилы в виде конструкции из нескольких тканевых слоев, в которых ткань рыхло соткана из арамидных нитей и несколько слоев неплотно сшиты вместе, чтобы обеспечить отрывающиеся целиком слои для остановки цепи. Описанное тканевое плетение относится к бельевому типу (простое плетение). Изобретение обеспечивает жертвуемую тканевую структуру для защиты от движущегося лезвия цепной пилы, содержащую множество наложенных друг на друга слоев ткани, соединенных обычно по периферии слоев и выполненных из нитей, имеющих прочность на разрыв по меньшей мере 10 г на 1 децитекс и модуль растяжения по меньшей мере 150 г на 1 децитекс, тканых 1/х атласным плетением, в которых х принимает значения от 3 до 9. Изобретение также обеспечивает жертвуемую тканевую структуру, содержащую множество наложенных друг на друга слоев ткани,выполненной из арамидных нитей. В предпочтительном варианте выполнения структуры по изобретению используют арамидные нити, по меньшей мере, 1200 децитекс, выполненные из элементарных нитей поли(пфенилен терафталамида). Тканевое плетение предпочтительно является 1/3 атласным плетением (также известным как "ремиз" 4), а наложенные друг на друга тканевые слои предпочтительно чередуются со слоями фетра. Фиг. 1(А-С) - схематичные виды атласного, саржевого и простого плетения; фиг. 2 - вид в сечении жертвуемой структуры по изобретению. Нити, используемые в тканевых структурах по изобретению являются нитями, образованными из непрерывных элементарных нитей. Предпочтительно эти нити выполнены из арамида. Термин "арамид" означает здесь поли 000807 2 амид, у которого по меньшей мере 85% амидных (-CO-NH-) связей непосредственно соединено с ароматическими кольцами. Параамиды являются первичными полимерами в волокнах по изобретению, а поли(п-фенилен терефталамид) (ППД-Т) является предпочтительным параамидом. Задача состоит в том, чтобы обеспечить материалы для защиты от цепной пилы, отделяемые для остановки цепи и, таким образом,для остановки мотора цепной пилы, для устранения или уменьшения опасности при работе с цепью. В случае ткани для защиты от цепной пилы, компоненты этой ткани должны быть выполнены из прочных нитей, которые относительно легко отрываются от ткани и затягиваются в цепной привод. Тканью, таким образом,жертвуют для обеспечения защиты от движущегося лезвия цепной пилы. Доказано, что арамидные нити особенно пригодны для использования в материалах для защиты от цепной пилы; и жертвуемая тканевая структура по изобретению содержит множество слоев ткани, выполненных из арамидных нитей особого выполнения, тканых особым плетением, которое, как было обнаружено, обеспечивает особенно эффективную защиту. Авторы изобретения обнаружили, что значительное неожиданное усовершенствование защиты от цепной пилы может быть обеспечено благодаря сочетанию прочности арамидных волокон и использованию атласного плетения,чтобы сделать волокна устойчивыми в форме ткани, но легко отделяемыми для остановки пилы. На фиг. 1 представлены в стилизованном виде три основных типа рисунков плетения. На фиг. 1 а представлено простое плетение, в котором каждая уточная (11) нить проходит последовательно над и под каждой нитью основы(12), чередуя каждый ряд и приводя к расположению с равными промежутками и относительно близко расположенным пересечениям (13) утка и основы. На фиг.1 Ь представлен рисунок саржевого плетения, при котором каждая уточная нить (11) перемещается над нитями основы(12) в чередующихся рядах с получением саржевого или диагонального ребра пересечений(13). На фиг.1 с представлен рисунок атласного плетения, при котором каждая уточная нить (11) перемещается над нитями основы (12) так, что пересечения (13) утка с основой распределены как можно более равномерно и широко разделенными. Как можно видеть на фиг. 1, атласное плетение обеспечивает максимальное расстояние между пересечениями уток/основа, хотя также увеличиваются отверстия между соседними пересечениями уток/основа. Для защиты от цепной пилы в течение короткого времени, когда цепная пила находится в контакте с тканью, было обнаружено, что наибольшая защита обеспе 3 чивается тканью, у которой сведено до минимума количество пересечений уток/основа и максимально увеличена свободная длина доступного волокна. Атласное плетение увеличивает расстояние во всех направлениях между пересечениями уток/основа и обеспечивает более гладкую (не содержащую ребер) поверхность для более ровного наслаивания элементов ткани. Согласно изобретению, используют ткани атласного плетения и, предпочтительно, атласные плетения, характеризующиеся значениями от 1/3 до 1/9. Обычно используется 1/3 атласное плетение, также известное, как "ремиз" 4 (harness), в котором уточная нить проходит над одной и под тремя нитями основы, с непрерывным повтором; и в результате пересечения уток/основа разнесены друг от друга как можно более далеко. Атласное плетение плотнее, чем 1/3, обеспечивает недостаточную свободу волокна со слишком многими пересечениями уток/основа и меньшей доступностью для цепной пилы. Было обнаружено, что атласное плетение более рыхлое, чем 1/9, приводит к тому,что нити утка слишком легко отрываются от ткани цепной пилой, приводя к недостаточному сопротивлению и малому замедлению пилы. Было обнаружено, что арамидные нити,используемые по изобретению, имеют линейную плотность, по меньшей мере, 200 децитекс. Нити структуры по изобретению должны иметь прочность, достаточную для сопротивления разрыванию или выдергиванию ткани перед тем, как ее затянет цепь. Нити должны иметь линейную плотность от 200 до 3400 децитекс,предпочтительно от 1000 до 1700 децитекс; и элементарные нити в этих нитях должны быть непрерывны и иметь линейную плотность более 1 децитекс и не превышать 8 децитекс, предпочтительно, более 1,5 децитекс и не более 5 децитекс. Нижние пределы необходимы для достижения адекватной защиты, а верхние пределы скорее относятся к удобству работы. Если используемые нити или элементарные нити имеют линейные плотности выше указанного верхнего предела, образование ткани затруднено, и ткани,полученные таким образом, являются слишком жесткими для удобного обращения с ней. В дополнение к материалу, выполненному с использованием тканей из нитей, имеющих прочность по меньшей мере 200 децитекс или,предпочтительно, по меньшей мере, 1000 децитекс, ткани по изобретению должны иметь очень высокую прочность, чтобы вызывать скорее выдергивание волокон из ткани, чем их разрыв движущейся цепью. Требуемая прочность получается при использовании нитей, которые имеют прочность на разрыв, по меньшей мере,10 г на 1 децитекс, предпочтительно, 15 г на 1 децитекс и модуль растяжения от 150 до 2000 грамм на 1 децитекс, предпочтительно, от 500 грамм на 1 децитекс. Модуль ниже 150 г на 1 4 децитекс приводит к излишнему вытягиванию волокна при использовании, и волокна с модулем более 2000 грамм на 1 децитекс слишком жесткие для практического применения. Прочность на разрыв менее 10 г на 1 децитекс приводит к тому, что ткань скорее рвется, чем затягивается в цепь. Хотя прочность имеет большое значение в данных применениях, для этих волокон не существует верхнего предела прочности на разрыв. Тканевые структуры по изобретению могут быть выполнены из различных высокопрочных полимеров, образующих волокна, включая,например, длинноцепных полимеров, таких как полиэтилен ультравысокого молекулярного веса, высокопрочный поли(винилэтанол), поли(этилен-нафталат), поли(п-фенилен-бензодиоксазол) и т.п., в дополнение к поли(п-фенилентерефталамиду). Было обнаружено, что защита от цепной пилы улучшается, когда соседние слои защитной структуры не соединены в областях, нуждающихся в наибольшей защите. Другими словами, защитные структуры не должны быть сшиты вместе, например, перекрестными швами через материал. Было обнаружено, что сшивание слоев вместе приводит к уменьшению свободной длины нитей, доступных для выдергивания зубьями цепной пилы и, таким образом, к уменьшению защитной эффективности структуры. Хотя тканевые слои могут быть сшиты вместе, или иначе соединены по краям слоев, важно, чтобы в области вероятного контакта с зубьями цепной пилы, отдельные слои защитного материала действовали как можно более независимо. Предпочтительное размещение слоев в защитной структуре по изобретению предусматривает чередование слоев вышеупомянутого тканого материала и фетрового материала,обычно выполненного из штапельных арамидных волокон, при использовании игольчатого или гидроперепутывающего консолидирующего процесса. Используется фетр от 100 до 140 г на 1 м 2 (3-4 унции на 1 ярд 2) и толщиной от 1 до 2,5 мм (0,04-0,1 дюйм). Спецификации для фетра приведены в Стандарте 6170-4D Департамента США по сельскому хозяйству, лесообработке. Ссылаясь на фиг. 2, защитная структура 20 содержит слой 21 ткани, чередующийся со слоем 22 фетра. Возможно, покрывающий слой 23 может быть обеспечен для украшения, удобства,защиты от воды или для других желаемых дополнительных целей. Покрывающий слой 23 является легкой внутренней или внешней оболочкой ткани, которая не участвует в обеспечении защиты от цепной пилы. Методы испытания Тканевая структура по изобретению оценена по стандарту ASTM F 1414-92 а (Стандартный метод измерения сопротивления защитной одежды для нижней части тела (ног) разрезанию цепной пилой). Результаты испытания представлены как пороговая скорость остановки(ПСО). За исключением случаев, когда это выражение определено здесь иначе, рассматриваемые тканевые структуры являются чередующимися ткань/фетр структурами материала, приведенными в Спецификации 6170-4D Департамента США по сельскому хозяйству, лесообработке; а фетр также такой, как описано здесь. Пример 1. Две ткани были сотканы из непрерывной элементарной нити арамидной нити, имеющей линейную плотность 1260 децитекс. Нить имела прочность на разрыв 21,5 г на 1 децитекс и модуль растяжения 850 г на 1 децитекс. Элементарные нити в этой нити имели линейную плотность 1,65 децитекс. Нить была такой, как нить фирмы Е.И дю Пон де Немур и Ко. под торговым наименованием Кевлар К-49. Одной из тканей была ткань 17 Х 17 простого плетения с весом 170 г/м 2 (5 унц/ярд 2). Эта ткань служила в этом примере в качестве контрольной или сравнительной. Другой тканью была ткань 17 Х 17 1/3 "ремиз" 4 (Harness) атласного плетения (часто называется плетение "Воронья лапка" ("Crowfoot") с весом 170 г/м 2 (5 унц/ярд 2). Испытываемая структура соткана с использованием фетра, отвечающего требованиям вышеупомянутой Спецификации 6180-4D-, выполненного из штапельного параамидного волокна и имеющего поверхностную плотность приблизительно 200 г/м 2 (3,3 унц/ярд 2) и толщину приблизительно 1,5 мм (0,06 дюйм). Испытываемая структура содержит два слоя ткани, чередующиеся с двумя слоями фетра и покрывающие слои в верхней и нижней части. Покрывающие слои были выполнены из нейлоновой ткани среднего веса; и слои были соединены вместе только по периферии слоев. Во всех случаях, первый слой под верхним покрывающим слоем был из тканого арамидного материала. Пороговая скорость остановки была определена в соответствии с ASTM F 1414-92 а. Определенная пороговая скорость остановки для двух испытываемых структур составляет: Образец Изобретение Контроль Пример 2. Снова две ткани были сотканы из непрерывной элементарной нити арамидной нити,имеющей линейную плотность 1260 децитекс. Элементарные нити этой нити имели линейную плотность 1,65 децитекс, прочность на разрыв 21,5 г на 1 децитекс и модуль растяжения 674 г на 1 децитекс. Нить была такой, как нить фирмы 6 Е.И дю Пон де Немур и Ко под торговым наименованием Кевлар К-29. Одной из тканей была ткань 17 Х 17 простого плетения с весом 170 г/м 2 (5 унц/ярд 2). Эта ткань служила в этом примере в качестве контрольной или сравнительной. Другой тканью была ткань 17 Х 17 1/3 "ремиз" 4 (Harness) атласного плетения (часто называется плетение "Воронья лапка" ("Crowfoot") с весом 170 г/м 2 (5 унц/ярд 2). Эти ткани использовались в форме со всеми обычными элементарными нитями и готовыми нитями, которые обычно сопутствуют коммерчески доступные ткани (так называемые"greige", суровые рубашечные ткани из крашеной пряжи, а также использовались в форме, из которой эти готовые нити вымывались из волокон обычными промышленными средствами, с использованием воды или детергента. Испытания проводились с использованием обеих форм: испытываемая структура соткана с использованием фетра, отвечающего требованиям вышеупомянутой Спецификации 6170-4D-, выполненного из штапельного параамидного волокна и имеющего поверхностную плотность приблизительно 200 г/м 2 (3,3 унц/ярд 2) и толщину приблизительно 1,5 мм (0,06 дюйм). Испытываемая структура содержит два слоя ткани, чередующиеся с двумя слоями фетра и покрывающие слои в верхней и нижней части. Покрывающие слои были выполнены из нейлоновой ткани среднего веса; и слои были соединены вместе только по периферии слоев. Во всех случаях, первый слой под верхним покрывающим слоем был из тканого арамидного материала. Пороговая скорость остановки была определена в соответствии с ASTM F 1414-92 а. Определенная пороговая скорость остановки для двух испытываемых структур составляет:"Вымытая" форма Изобретение 14,6 Контроль 12,2 2,3 18,7 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Жертвуемая тканевая структура для защиты от движущегося лезвия цепной пилы, содержащая множество наложенных друг на друга слоев ткани, выполненных из нити, имеющей прочность на разрыв, по меньшей мере, 10 г на 1 децитекс и модуль растяжения, по меньшей мере, 150 г на 1 децитекс, и тканой 1/х атласным плетением, где х составляет от 3 до 9. 2. Тканевая структура по п.1, отличающаяся тем, что нити являются арамидными нитями. 3. Тканевая структура по п.1, отличающаяся тем, что нить выполнена из элементарных нитей с линейной плотностью 1-8 децитекс. 4. Тканевая структура по п.1, отличающаяся тем, что слои соединены друг с другом только по периферии слоев. 5. Тканевая структура по п.1, отличающаяся тем, что эта структура включает, по меньшей мере, один слой фетра. 6. Тканевая структура по п.5, отличающаяся тем, что слои ткани и фетра чередуются. 8 7. Тканевая структура по п.6, отличающаяся тем, что фетр выполнен из арамидного штапельного волокна. 8. Тканевая структура по п.1, отличающаяся тем, что арамидные нити включают волокна из поли(п-фенилентерефталамида). 9. Тканевая структура по п.1, отличающаяся тем, что ткань выполнена из арамидных нитей, тканых 1/3 атласным плетением. 10. Тканевая структура по п.9, отличающаяся тем, что арамидные нити включают волокна из поли(п-фенилентерефталамида).