Слоистый противофильтрационный материал

Полезная модель относится к противофильтрационным материалам, позволяющим исключить утечки из таких сооружений, как создаваемые для сбора отработанных буровых растворов, бурового шлама, буровых сточных вод при строительстве газовых и нефтяных скважин. Слоистый противофильтрационный материал состоит из наружных слоев из нетканого волокнистого полотна и внутреннего слоя из термопластичной пленки, скрепленных между собой посредством тепловой обработки, наружные слои состоят из нетканой основы с поверхностной плотностью 200-360 г/м², содержащей слои синтетических волокон, скрепленных между собой иглопрокалыванием, а продольные боковые кромки наружных слоев разнесены от кромок термопластичной пленки на расстоянии 30-80 мм. Кроме того, слоистый противофильтрационный материал в качестве синтетических волокон содержит волокно полиамидное. Кроме того, слоистый противофильтрационный материал в качестве синтетических волокон содержит волокно полиакрилонитрильное. Кроме того, в слоистом противофильтрационном материале термопластичная пленка выполнена из полиэтилена.

Предлагаемая полезная модель относится к противофильтрационным материалам, позволяющим исключить утечки из таких сооружений, как создаваемые для сбора отработанных буровых растворов, бурового шлама, буровых сточных вод при строительстве газовых и нефтяных скважин.

Известно противофильтрационное покрытие из нетканого полотна, пропитанного полимерной композицией - водной дисперсией сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом в смеси с жидким стеклом (см. а.с. №1551769, СССР, оп. 23.03.1990 г). Однако это полотно достаточно дорого и трудоемко для укладки.

Известно противофильтрационное покрытие, состоящее из нетканого полотна, предварительно пропитанного полимерной композицией следующего состава, масс %: латекс - 95-97, жидкое стекло - остальное (см. а.с. №1742400, оп. 23.06.1992 г). Причем пропитку проводят в заводских условиях. Однако и это противофильтрационное покрытие дорого. Кроме того, возможность старения полимерного покрытия может привести к нарушению его целостности.

Известны синтетические материалы (пленки ПВХ, ПЭ и др.), которые, как правило, используются в качестве дополнительной защиты. Однако, не смотря на высокие гидроизоляционные характеристики таких полимерных материалов, в процессе их монтажа в условиях полигона и последующей эксплуатации неизбежно возникают механические повреждения, которые приводят к значительному увеличению фильтрации через экран (www.inek.ru).

Известны противофильтрационные экраны, предназначенные для экранирования полигонов бытовых и промышленных отходов, шламовых амбаров, промышленных водоемов, для вторичной защиты резервуаров, хранилищ нефти и ГСМ, и др. (см. продукция фирмы «СЕТСО», www.termosib.ru). Базовая конструкция противофильтрационного материала BENTOMAT, производства фирмы «СЕТСО», представляет собой каркас из полипропиленовых волокон, который заполнен гранулами натриевого бентонита.

Одна сторона каркаса - нетканое полотно, а другая - полипропиленовая ткань.

Полотна соединены между собой поперечными волокнами иглопробивным способом, что обеспечивает прочность и эластичность конструкции, а также равномерное распределение гранул внутри каркаса и их фиксацию. В конструкции материала возможно наличие дополнительного слоя - полиэтиленовой пленки.

Однако наличие слоя бентонита (высококачественные сорта глин) делает противофильтрационный материал достаточно тяжелым, что усложняет его укладку.

Известен слоистый материал из нетканого волокнистого полотна и термопластичной пленки, нанесенной на полотно посредством экструзии (см. п. №2117580, Ru, оп. 20.08.19998 г). Однако известный материал используется для изготовления хирургических халатов, простыней и т.д.

Известен нетканый слоистый материал, содержащий несколько соединенных между собой слоев различной толщины, выполненных из волокнистой смеси синтетических волокон, а также, по меньшей мере один каркасный слой, выполненный из полимерной пленки (см. п. №2234563, Ru, оп. 20.08.2004 г). Однако известный материал предназначен для изготовления теплоизолирующих прокладок, например - в строительстве. Этот материал выбран в качестве ближайшего аналога.

Задача, решаемая изобретением, заключается в следующем. Необходимо создать дешевый слоистый материал из нетканого волокнистого полотна и термопластичной пленки, имеющий поверхностную прочность в пределах 450-850 г/м², с такой прочной связью между пленкой и поверхностью полотна, что позволило бы использовать такой материал в качестве надежного противофильтрационного покрытия, обладающего при относительно небольшой толщине и весе прочностью и возможностью защищать почву от концентрированных и токсичных фильтратов и других неблагоприятных воздействий, и легко укладывать материал на экранируемое основание. При изготовлении материала необходимо использовать отходы производства химического волокна, что позволит решить также проблему утилизации таких

отходов и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, возникающую при утилизации таких отходов.

Указанная задача решается тем, что в слоистом противофильтрационном материале, состоящем из наружных слоев из нетканого волокнистого полотна и внутреннего слоя из термопластичной пленки, скрепленных между собой посредством тепловой обработки, наружные слои состоят из нетканой основы с поверхностной плотностью 200-360 г/м ², содержащей слои синтетических волокон, скрепленных между собой иглопрокалыванием, а продольные боковые кромки наружных слоев разнесены от кромок термопластичной пленки на расстоянии 30-80 мм.

Кроме того, слоистый противофильтрационный материал в качестве синтетических волокон содержит волокно полиамидное.

Кроме того, слоистый противофильтрационный материал в качестве синтетических волокон содержит волокно полиакрилонитрильное.

Кроме того, в слоистом противофильтрационном материале термопластичная пленка выполнена из полиэтилена.

При создании полезной модели изобретатели полезно использовали накопленный опыт, полученный в результате длительных наблюдений и последующего осмысления. А полученные новые знания дали новый путь решения задачи.

Экспериментально было определено, что для получения высоких барьерных свойств (влагопроницаемость) нужно брать нетканые слоистые материалы с поверхностной плотностью 200-1000 г/м ². При этом, скрепление слоев волокон нетканого волокнистого полотна иглопрокалыванием позволяет создавать в материале жесткие столбики из направленных волокон. Наличие таких столбиков фиксирует структуру нетканого волокнистого полотна и, таким образом, обеспечивает снижение механической растяжимости материала. Экспериментально определено, что именно заявляемое соотношение поверхностной плотности наружных слоев обеспечивает высокую прочность и гибкость готового противофильтрационного материала. По своей химической природе наружные слои противофильтрационного материала содержат либо

полиамидное волокно, либо полиакрилонитрильное волокно. Предлагаемый наружный слой имеет не только пониженную механическую растяжимость, но и выполняет роль решетки, на поверхности которой могут адсорбироваться химические соединения, проникающие из почвы. А термопластичная пленка, скрепленная с наружными слоями, увеличивает прочность и надежность заявляемого материала. При этом поверхностная плотность готового противофильтрационного материала должна находиться в пределах 450-850 г/м².

Слои подвергали скреплению в ходе пропускания их, например, через валки при температуре плавления термопластичной пленки. Слой термопластичной пленки связывается при этом посредством соединения волокон внешних слоев со структурой внутреннего слоя.

Разнесение продольных боковых кромок наружных и внутренних слоев заявляемого материала на расстоянии 30-80 мм позволяет создавать противофильтрационное покрытие и необходимо для того, чтобы обеспечить надежное скрепление рулонов готового противофильтрационного материала между собой, при образовании противофильтрационного покрытия, что и было определено экспериментально. При этом, если расстояние между боковыми кромками наружных слоев и внутреннего слоя меньше 30 мм, то при формировании противофильтрационного покрытия надежность скрепления рулонов противофильтрационного материала уменьшается, а при расстоянии более 80 мм - уменьшается площадь противофильтрационного материала и при формировании противофильтрационного покрытия материала требуется больше, что увеличивает стоимость покрытия.

На фиг.1 схематически показан предлагаемый противофильтрационный материал, где 1 и 2 - наружные слои, 3 - внутренний слой, 4 - выступающие боковые кромки наружных слоев.

На фиг.2 предложена схема создания противофильтрационного покрытия.

Рулон готового противофильтрационного материала раскатывается. Внахлест на него раскатывается другой рулон при одновременном нагревании обоих полотен в месте нахлеста. Прогрев можно осуществлять, например, паяльной лампой до температуры плавления наружных сопрягаемых слоев, не расплавляя и

не прожигая внутренний слой термопластичной пленки. Рулоны готового материала таким образом укладывают на экранируемое основание, создавая противофильтрационное покрытие накопителя отходов.

При изготовлении заявляемого материала могут быть использованы отходы следующих материалов:

- волокно капроновое извитое ТУ 6-13-91-94 или ТУ 6-06-С103-84,

- волокно капроновое вытянутое ТУ 6-06-0103-84,

- волокно синтетическое полиэфирное из отходов (вытянутое и невытянутое) ТУ 63-473-32-90,

- волокно полиакрилонитрильное (нитрон) ТУ 6-06-3 4-22-81 (А) или полиэфирное волокно ТУ 6-06-28-1-82.

При этом используется чесальная машина Ч-11-Ш и иглопробивной агрегат ИМ-1800-М-А, дублировочное оборудование, например, оборудование для изготовления многослойных материалов, либо каландры.

Для подтверждения возможности реализации предложенной полезной модели промышленным способом и экспериментального подтверждения возможности достижения требуемого технического результата были изготовлены опытные образцы противофильтрационного материала и противофильтрационного покрытия, которые и показали уверенное решение поставленной задачи.

Конкретные примеры материалов, полученных в результате осуществления полезной модели, приведены в таблице 1.

Таким образом, варьируя поверхностной плотностью наружных слоев и толщиной внутреннего слоя, можно добиться желаемых характеристик готового противофильтрационного материала, а именно поверхностной плотности в пределах 450-850 г/м ². При этом использованы отходы производства химических волокон, решена проблема их утилизации, что в итоге обеспечивает создание экологической чистоты среды обитания человека.

1. Слоистый противофильтрационный материал, состоящий из наружных слоев из нетканого волокнистого полотна и внутреннего слоя из термопластичной пленки, скрепленных между собой посредством тепловой обработки, отличающийся тем, что наружные слои состоят из нетканой основы с поверхностной плотностью 200-360 г/м ², содержащей слои синтетических волокон, скрепленных между собой иглопрокалыванием, а продольные боковые кромки наружных слоев разнесены от кромок термопластичной пленки на расстоянии 30-80 мм.

2. Слоистый противофильтрационный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве синтетических волокон он содержит волокно полиамидное.

3. Слоистый противофильтрационный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве синтетических волокон он содержит волокно полиакрилонитрильное.

4. Слоистый противофильтрационный материал по п.1, отличающийся тем, что термопластичная пленка выполнена из полиэтилена.