Рис. 3 «Структура волокна ткани Trevira CS»

Таблица 4

Показатели свойств огнезащищенных материалов

Примечания: ОПТ - огнезащитная пропитка Т-2; ПЭ ? полиэфирное; ПА - полиамидное; ВВ - вискозное; Ш - шерсть; Х - хлопок; КИ - кислородный индекс; Мs - поверхностная плотность; Рр - разрывная нагрузка; - разрывное удлинение.

По данным микроскопии ЗГ распределяется в волокне в виде наноразмерных частиц размером от 0,5 до 8 нм, в то время как без ЛИ размер частиц составляет 0,05-0,1 мм и более. Располагаясь между макромолекулами полимера волокна, крупные частицы ЗГ приводят к разупорядочению структуры волокон и уменьшению прочности тканей, модифицированных методом пропитки без ЛИ. Равномерное распределение наночастиц ЗГ в волокне, при модификации под воздействием ЛИ, обусловлено большей вероятностью взаимодействия радикалов ЗГ с волокном, чем друг с другом, так как по данным расчетов энергия взаимодействия молекул ЗГ между собой значительно больше, чем ЗГ с волокном.

Определено, что при обработке текстильных полотен замедлителями горения разного состава и строения под воздействием лазерного излучения показатель горючести кислородный индекс на 60-80% выше, чем при модификации методом плюсования без ЛИ.

Незначительно снижается удлинение тканей (на 5-8%) и воздухопроницаемость за счет незначительной усадки на 1-2,5% и уплотнения структуры тканей. Ткани характеризуются высокой прочностью при разрыве и устойчивостью к истиранию по плоскости.

Полученный эффект огнезащиты устойчив к мокрым обработкам, кислородный индекс снижается незначительно (на 1-3%) и остается высоким.

По данным дифференциального термического анализа (ДТА) и дифференциальной сканирующей колориметрии (ДСК) установлено, что модификация повышает температуру начала основной стадии деструкции всех огнезащищенных тканей (таблица 5, пример с лавсановой тканью).

Таблица 5

Данные ТГА и ДСК огнезащищенных материалов

Примечания: числитель - фактические потери массы; знаменатель - расчетные, на основе аддитивности свойств полимера волокон и ЗГ; Vmax - максимальная скорость разложения; Еак - энергия активности; - теплота плавления; Тн, Тк - температура начала и завершения основной стадии деструкции; Тmax - температура, соответствующая Vmax.

Процесс разложения протекает с меньшими скоростью и потерями массы, по сравнению с исходной тканью. Замедлитель горения, независимо от волокнистого состава материалов, инициирует процессы структурирования, обеспечивающие увеличение выхода коксового остатка.

Модификация под воздействием ЛИ способствует возрастанию теплоты плавления ДНпл термопластичных тканей, что обусловлено повышением упорядоченности структуры и согласуется с данными рентгеноструктурного анализа (РСА). Огнезащитная модификация изменяет состав газов пиролиза, уменьшая выход горючего газа СО, при этом дымообразование изменяется незначительно (таблица 6).

Таблица 6

Токсичность огнезащищенных тканей при их термическом разложении

Примечания: ОЗЛ - огнезащищенная лавсановая ткань арт. 82038; ОЗК - огнезащищенная капроновая ткань арт. 52105.

Модифицированные полотна характеризуются относительно низкой скоростью горения при достаточно высоком значении концентрации кислорода в испытательной среде, что свидетельствует о высокой степени огнезащиты текстильных материалов.

Установлено, что при модификации по предлагаемой технологии предварительно окрашенных тканей внешний вид ткани практически не изменяется, однако, значение кислородного индекса на 1-2% ниже, по сравнению с обработкой неокрашенной ткани, что обусловлено тем, что большая часть реакционно-способных групп волокнообразующего полимера вступили во взаимодействие с молекулой красителя.

Установлено, что активизирующее воздействие лазерного излучения на процесс модификации, приводит к повышению сорбционной способности волокнистой структуры материалов; диффузии замедлителей горения в объеме волокон; их равномерному распределению в виде наночастиц; усилению взаимодействия компонентов; упорядочению структуры и улучшению физико-механических свойств материалов и изделий.

Технология обеспечивает экономию дорогостоящего сырья замедлителей горения за счет проведения модификации из низко-концентрированных растворов и позволяет расширить ассортимент огнезащищенных материалов, которые можно применять как в производстве швейных изделий, так и отделке транспортных средств, помещений, изделий технического назначения и других целей.

5. ПРОЕКТ КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА

Выполнение работ по ОКР «технико-экономическое обоснование разработки по созданию огнезащищенных полиэфирных тканей Trevira CS с антибактериальными свойствами»

6. ОБЛАСТЬ ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Ткани Trevira CS могут применяться в совершенно различных сферах:

?.Сфера.обслуживания. Особые требования к комфорту в гостиницах, ресторанах, кинотеатрах, театрах, конференц-залах дополняются необходимостью выполнения и фактора "безопасности". Trevira ? это идеальное предложение по совмещению комфортабельности тканей и требований местных властей по обеспечению пожарной и другого рода безопасности. Кроме того, Trevira позволяет производить огромное разнообразие дизайнов и цветов, чтобы удовлетворить любые творческие амбиции. Гостиничные номера могут быть оформлены одновременно со вкусом, комфортабельно и при этом отвечать нормам безопасности, если использовать Trevira в обивке мягкой мебели, столовой скатерти, настенных покрытий и штор.

?.Сфера.здоровья. Госпитали, больницы и дома престарелых находятся в зоне наибольшего риска, требуя высокий уровень противопожарной безопасности. Кроме того, они предъявляют высокие требования к гигиене и легкому уходу/стирке. В любом случае Trevira CS с ее огнеустойчивостью и антибактериальными свойствами является прекрасным решением в плане обеспечения высокого уровня комфорта пациентам, в процессе их восстановления от/после болезни. В больницах и госпиталях ткани Trevira найдут себе широкое применение от матрасов до простыней.

?.Сфера.транспорта. Trevira подходит любому виду транспорта: пароходы, самолеты, поезда, автобусы и т.д. По причине комфорта и безопасности все больше и больше воздушных компаний (с наиболее строгим контролем над противопожарной безопасностью) задают высокие требования тканям при оформлении салонов своих самолетов. Бесчисленное множество высокоскоростных поездов (например, немецкий ICE и японский Bullet Train), а также огромные океанские лайнеры, заботящиеся о своих пассажирах, нуждаются в таких тканях, как наша. Полный перечень возможности применения ткани Trevira CS можно посмотреть в приведенной ниже табл.7.

Таблица 7

Полный спектр области применения тканей Trevira CS

Модные тенденции будущего зависят от инновационных технологий. Новые материалы и способы отделки изделий способны совершить революцию в мире моды и текстильной промышленности. Уже сегодня существует огромный выбор прогрессивных решений. Инновационные технологии в модной индустрии можно прогнозировать и влиять на степень их распространенности через наиболее восприимчивые к инновациям сегменты рынка и его отдельных участников.

Организация процесса разработки и производства материалов и оборудования, основанного на современных научных достижениях и производственных технологиях, направленность на создание уникальных продуктов, применимых в различных областях, разработка оборудования под реальные научные и промышленные задачи с учётом потребностей исследовательских организаций и производственных предприятий позволяют ООО «Trevira CS» выпускать химические волокна и ткани, конкурентные по функциональным характеристикам, качеству и цене.

Продукция «Trevira CS» имеет следующих потенциальных потребителей - это компании ОАО «Газпром нефть», ОАО «Лукойл», ОАО «АК «Транснефть» ? изготовление спецодежды различного назначения; ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «РЖД», АО «КТЖ» (Казахстанские железные дороги) ? обивка мягкой мебели (салон), настенные покрытия; МЧС России - от изготовления спецодежды до обивки салона различного транспорта.

Помимо этого, потенциальными потребителями в области научных исследований и разработок являются:

1..Федеральное государственное учреждение Российский научный центр «Курчатовский институт»

2..Государственный научный центр Российской Федерации «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

3..Независимая лаборатория ИНВИТРО (г. Москва, г. Новосибирск)

4..Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт химических волокон и материалов имени М.В. Ломоносова»

5..Государственный научный центр Российской Федерации «Институт химической кинетики и горения Сибирское отделение РАН» (г. Новосибирск) и др.

Основными конкурентами являются:

1).Огнезащитная ткань Российского производства «ПИРОВИТЕКС» вырабатывается из смесовой пряжи параарамидных волокон. Имеет высокий показатель стойкости к истиранию. Ткань разработана специально для дополнительной защиты от искр, брызг расплавленного металла. Уникальные преимущества: высокая износоустойчивость 17000 циклов; высокая стойкость к прожиганию; стойкость к изгибу более 300 000 циклов.

2).Ткани компаний CARRINGTON (Англия) коллекция FLAMESHIELD 400 (Флэймшилд). Костюм сварщика из огнестойкой 100%-хлопковой ткани Флэймшилд 400 обеспечивает максимальный комфорт в эксплуатации. Благодаря пластичности хлопка ткань плотно прилегает к телу, надежно защищая от проникновения искр. Эффект «скатывания» искр и брызг расплавленного металла с ткани достигается посредством использования специального гладкого сатинового переплетения. Современная огнезащитная отделка ПРОБАН отлично поддерживает огнестойкость костюма и не смывается даже при многочисленных стирках и химических чистках. Костюм сварщика из ткани Флэймшилд 400 - это новый высокотехнологичный современный продукт с возможностью цветовых решений. Уникальные преимущества: особая конструкция ткани позволяет искрам и брызгам металла скатываться, не прожигая ткань; постоянные огнестойкие свойства (до 200 стирок); мягкость и комфорт хлопка; пропитка ПРОБАН; многообразие цветов.

3).Ткань BARRIER UNIVERSAL FR (Барьер универсал ФР) - легкая, высокопрочная ткань с PU мембранным покрытием, обладающая стабильным спектром защитных свойств: не поддерживает горение, обеспечивает защиту от сырой нефти и нефтепродуктов, кислотостойкая (до 50%), морозоустойчивая (до ? 600С), ветрозащитная. Ткань предназначена для огнезащитной спецодежды в качестве накладок для защиты от сырой нефти. Широко используется в зимней спецодежде нефтяников в IV и особом климатических поясах. Наличие сигнального цвета (EN 471) обеспечивает использование в сигнальной спецодежде повышенной видимости. Уникальные преимущества: не поддерживает.горение;.обеспечивает.защиту.от: .взрывоопасных агрессивных сред.(сырой.нефти.и.нефтепродуктов), суровых погодных условий; ветро-водо непроницаемая; морозостойкая; МВО Teflon®.

4).ХОЛЛОФАЙБЕР ТЭК - пламястойкий утеплитель, инновационная Российская разработка на уровне мировых лидеров в производстве утеплителей. Обеспечивает высокий теплоизоляционный эффект, в том числе в IV и особом климатических поясах. Свойство утеплителя не поддерживать горение, подтверждено ГОСТ 12.4.200-99 на весь срок эксплуатации утеплителя, а дополнительная защита от статического электричества достигается обработкой волокон антистатиком и антипиреном. Все это делает возможным использование ХОЛЛОФАЙБЕР ТЭК в качестве утеплителя для зимней спецодежды на взрывопожароопасных производствах. Упруго-эластичная структура волокна в утеплителе ХОЛЛОФАЙБЕР ТЭК остается мягкой и дышащей при длительном использовании в процессе стирок, а каландрированная поверхность значительно снижает миграцию волокон. При этом возможно изготовление утеплителя с одной или двумя каландрированными поверхностями.

Современное состояние и тенденции макроэкономических процессов.

Динамика продаж Тревиры ЦС. Совокупность положительных качеств марки отражается в широте применения тканей из модифицированного полиэфира и объясняет успех этих материалов на рынке. Объемы европейского рынка огнезащищенного текстиля составляют в настоящее время около 40 000 тонн.

Мировой рынок оценивается в 100 000-120 000 тонн. Это эквивалентно примерно 600 миллионам метров тканей. Каждый год объемы продаж огнезащищенного текстиля увеличиваются примерно на 6 %. Динамика роста рынка тканей из модифицированного полиэфира значительно выше, чем для огнезащищенных тканей в целом.

Экономичность Тревиры ЦС. Согласно исследованию, проведенному в российском научном центре «Курчатовский институт» (2010г.), использование тканей из Trevira CS может принести экономию до 39% в сравнении с тканями на основе из химически обработанного огнезащищенного хлопка. Эта экономия складывается из более длительного срока службы (более чем в три раза), меньших энергетических затрат на стирку и отсутствия затрат на специальные чистящие средства и стиральные порошки.

Должна быть отмечена также пониженная экологическая вредность процесса производства модифицированного полиэфирного волокна. В дополнение к возможности переработки в продукцию более низкого уровня качества или сжигания, материалы типа Trevira CS могут быть гидротированы на олигомеры и/или мономеры путем гликолизации и/или метилирования, а затем использованы повторно для получения полимера.

7. ОЦЕНКА СТОИМОСТИ РАБОТЫ

СТРУКТУРА ЗАТРАТ

выполнения работ по теме:

«Технико-экономическое обоснование на проведение опытно-конструкторских работ по созданию огнезащищенных полиэфирных тканей Trevira CS с антибактериальными свойствами»

Трудоемкость работ определена с использованием нормативов производственных подразделений, участвующих в работе по данной теме, и составляет 50 человеко-месяцев.

Средняя зарплата на одного человека (ИТР) в месяц взята в размере 25 000 руб. с учетом районного коэффициента 30% и северной надбавки 30%. Расходы на оплату труда рассчитаны по средней заработной плате исполнителей и заявленной трудоемкости в соответствии со сроками и объемами выполненных работ.

Основная заработная плата производственных рабочих рассчитана исходя из стоимости 1 нормачаса и равна 45 руб., премии 50%, надбавки по районным и северным коэффициентам 60%.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих рассчитана в размере 25,5 от основной.

Отчисления на социальные нужды взяты в фактическом размере 27,9 % от расходов на оплату труда, в том числе единый социальный налог 26 % и страхование от несчастных случаев 1,9%.

Накладные расходы на работы по разработке ТД составляют 51,3% от ФОТ.

На статью "Затраты по работам, выполняемым сторонними организациями" относят расходы по выполнению части работ организациями-соисполнителями. Таких работ не планируется.

В список материалов входят: органическое фосфорсодержащие соединение ? антипирен Т-2 (замедлитель горения), сшивающий реагент ? гликазин, реагент для получения ПЭТФ (полиэтилентерефталатное волокно), лавсановая ткань.

В стоимость спецоборудования и специальной оснастки входит стоимость закупки лазерной установки и реактора.

В прочие прямые расходы входят затраты на:

?.подготовку специальной научно-технической информации;

?.проведение научно-технических экспертиз;

?.затраты на оплату пользования платными патентными и другими информационными ресурсам;

?.затраты на проведение испытаний в том числе по оценке качества закупаемых материалов и комплектующих (сырья, полуфабрикатов, готовых изделий), предназначенных для изготовления моделей, макетов, экспериментальных и опытных образцов, а также для использования в качестве объекта исследований.

Главные препятствия реализации проекта: