ЗАЩИТНАЯ ОДЕЖДА Российский патент 1998 года по МПК A41D13/00 D02G3/12 D03D15/02 

Изобретение относится к созданию средств индивидуальной защиты от электрического разряда (электрошоковых устройств, колючей проволоки под током и т.д.) и других поражающих факторов в условиях боевых действий, охраны правопорядка, при ликвидации аварий и других чрезвычайных ситуациях. Защитная одежда может быть выполнена в виде костюмов, жилетов, перчаток, наручников, фартуков, брюк, защитных накладок на обычную одежду или их сочетаний. Защитная одежда может быть выполнена для скрытного ношения (надевается под обычную одежду).

Изобретение предназначено прежде всего для защиты от воздействия прохождения через тело электрических разрядов, в том числе от: электрошоковых устройств, в которых разряд происходит между двумя противоположными электрическими полюсами (электродами) через воздушный зазор и тело человека при их приближении к телу человека на расстояние менее 2 см; электрошоковых устройств, в которых пара электродов проникает непосредственно в тело человека; при преодолении препятствий, находящихся под напряжением (одна эклектическая фаза и две), например, при преодолевании заграждений из колючей проволоки; при работе в условиях опасности поражения от случайных источников тока при авариях и других чрезвычайных ситуациях.

Принцип действия защитной одежды основан на создании перед телом человека прослойки, обладающей электропроводностью, значительно превосходящей электропроводность тела человека или созданием перед телом человека токопроводящего экрана, позволяющего замкнуть между собой электроды опасного источника тока и тем самым не допускать проникновение тока через человеческое тело. Один из вариантов одежды является введение наряду с токопроводящим экраном заземления.

Из уровня техники известны различные виды защитной одежды, в том числе выполненной из металлизированной ткани [1], где описана пряжа, содержащая пучок натуральных или искусственных волокон и пучок металлических волокон из сплавов на основе Fe, Ni, Cu, Al или нержавеющей стали. Из пряжи может быть соткана или связана электропроводная одежда, обладающая высокой прочностью и износостойкостью. Уровень электропроводности такой одежды достаточен только для снятия разрядов электростатического электричества.

Аналогом изобретения является защитная одежда [2], выполненная в виде перчаток, нарукавников, фартуков, приспособлений для защиты ног и головы и т. п. Одежду производят из металлизированной ткани, изготовленной из пряжи, содержащей металлический сердечник и обмотку из натуральных или синтетических волокон. Одежда предназначена для защиты от порезов. Такая одежда является недостаточно эффективной против электрошоковых устройств и других опасных источников тока. Структура ткани получается грубой и при взаимодействии одежды с электродом металлическая нить изолируется обмоткой из текстильной нити, замыкания электродов не происходит и разряд проходит в тело. Кроме того, когда одежда сшивается из отдельных деталей, вырезанных из металлизированной ткани, имеются разрывы металлических нитей, поэтому электрический разряд может проходить не через защитную структуру, а через тело человека.

При пошиве одежды из отдельных деталей, вырезанных из металлизированной ткани, эти детали могут оказаться электроизолированными друг от друга. При попадании разнополюсных электродов в электроизолированные участки разряд проходит не через защитную структуру, а через тело человека. Аналогичным образом происходит поражение электрическим током в случае, когда один из электродов является землей (полюс электрода заземлен).

Ближайшим аналогом предлагаемого решения является защитная одежда, предохраняющая человека от воздействия прохождения через его тело электрических разрядов и содержащая металлизированную ткань, выполненную из пряжи, включающей металлические нити в композиции с синтетическими и натуральными волокнами [3] . Однако и эта одежда не обеспечивает достаточной степени защиты человека от воздействия электрического тока.

Задачей изобретения является обеспечение защиты от электрошоковых устройств, опасных источников тока в комплексе с защитой от других поражающих факторов.

Указанная задача решена за счет того, что в защитной одежде, содержащей металлизированную ткань, выполненную из пряжи, включающей металлические нити в композиции с синтетическими и натуральными волокнами, металлизированная ткань расположена по крайней мере на защищаемых участках, причем защищаемые участки одежды выполнены из цельного полотнища, металлические нити которого объединены в непрерывную электропроводящую цепь на всех участках защищаемой поверхности.

Кроме того, поставленная задача решена и за счет того, что в качестве металлических нитей она содержит проволоку или ленту из сплавов на основе железа, алюминия, титана или никеля при соотношении содержания по массе синтетических, натуральных волокон и металлических нитей (1 - 3) : 4, в качестве металлических нитей она содержит проволоку из нержавеющей стали толщиной 0,04 - 0,2 мм, прочностью 50 - 120 мг/кг•мм, металлизированная ткань выполнена в виде рукава из трикотажного полотна, число петель в котором на 1 дм составляет 35 - 55 и число петельных столбиков на 1 дм составляет 55 - 105.

Поставленная задача решена и за счет того, что одежда снабжена заземлением, выполнена из нескольких самостоятельных предметов или из разъемных деталей, снабженных разъемными контактами, обеспечивающими электрический контакт между собой и между ними и землей, одежда снабжена подкладкой, содержащей на внутренней поверхности гигиеническую ткань из натуральных волокон и на внешней поверхности - электроизоляционный материал, она содержит не менее двух отделенных друг от друга защищаемых участков, металлические нити которых соединены в непрерывную электропроводную цепь с помощью гибких электропроводящих накладок, а металлизированная ткань выполнена в виде трикотажного полотна, содержащего неизолированную, оголенную металлическую нить, размещенную преимущественно на внешней поверхности ткани.

На фиг. 1 изображено взаимодействие электрода с тканым материалом; на фиг. 2 - взаимодействие электрода с вязаным материалом; на фиг. 3 - внешний вид заготовки деталей одежды, выполненных в виде круглого рукава с текстильными участками (отработками) и армированным участком, содержащим металлическую нить; на фиг. 4 - вид нарукавника и перчатки, выполненных согласно изобретению; на фиг. 5 - вид комплекта защитной одежды, собранного из деталей, выкроенных из непрерывного рукава; на фиг. 6 - соединение смежных деталей защитной одежды, расположенных внахлест, обеспечивающее разъемный электрический контакт; на фиг. 7 - соединение смежных деталей защитной одежды, расположенных внахлест, обеспечивающее неразъемный электрический контакт; на фиг. 8 - соединение смежных деталей защитной одежды, обеспечивающее электрический контакт с помощью гибких электропроводящих накладок; на фиг. 9 - формообразующая складка (сборка).

Металлизированная ткань может иметь вязаную или тканую структуру. При этом, содержание синтетических и натуральных волокон и металлических нитей должно находиться в пределах (1 - 3) : 4 по массе соответственно. В качестве металлических нитей могут использоваться проволока или лента из электропроводных, коррозионностойких металлов, например из сплавов на основе железа, алюминия, титана или никеля или стальная проволока, например из нержавеющей стали, с прочностью на растяжение в пределах от 50 до 120 кг/мм² при толщине 0,04 - 0,2 мм и при относительном удлинении 0,5 - 40%.

Тип текстильных волокон определяется конкретными условиями эксплуатации. Например, нити из капрона (с метрическим номером 9 или 13) обеспечивают оптимальную прочность и технологичность изделий. Сопротивление прорезу при этом (по методике НИИСтали) равно 140 кг при статическим нагружении штык-ножом типа 6x4 заводской заточки.

Применение нитей из волокон СВМ (арамидного класса) обеспечивает помимо повышенного (по сравнению с капроном) сопротивления порезу пригодность для работы при повышенных температурах (стабильность механических характеристик до 400^oC, защита от ожога и сохранение структуры при кратковременном (до 30 c) контакте с раскаленными до 550^oC предметами).

Введение в структуру ткани в различных соотношениях (до 90%) хлопчатобумажных, шерстяных и других натуральных волокон улучшает санитарно-гигиенические характеристики, повышая воздухопроницаемость, гигроскопичность, мягкость, комфортность, и не вызывает аллергических иных раздражающих воздействий на кожу. Кроме того, ткани, армированные стальной нитью, имеют повышенное сопротивление износу и высокую механическую прочность, что важно для создания одежды специального назначения (для боевых действий, действий в экстремальных ситуациях - в зонах промышленных аварий и т.д.).

Из-за разности в плотности металлическая нить занимает значительно меньший объем в сравнении с текстильной нитью из синтетических и натуральных волокон равной прочности и располагается более компактно, что делает ее малозаметной. Использование нитей различных цветов позволяет получать одежду, практически не отличающуюся от обычной по внешнему виду, например вязанных кофт, свитеров, комбинезонов, перчаток и т.д.

Эти качества позволяют делать и рабочую одежду, отвечающую стандартным требованиям, предъявляемым к ней, но с новыми важными качествами.

Защитная одежда изготавливаться комбинированной: иметь локальные или круговые зоны защиты описанного типа; быть многослойной, в том числе с лицевым и тыльным слоями, выполненными из других материалов; выполняться на базе обычной одежды различного назначения с локальной или круговой защитой, расположенной между ее лицевыми и подкладочными слоями; иметь с лицевой и/или тыльной стороны слои электроизолирующих материалов; выполняться в композиции с защитными структурами другого назначения (противопульного, противорадиационного, противохимического, огнезащитного). При этом обеспечивается не только дополнительная защита от электрического разряда, но и повышается надежность от основного фактора воздействия. Например, наличие слоя высокопрочной и достаточно легкой (0,5 - 1,5 кг/м²) структуры с металлической проволокой надежно защитит от обычных механических повреждений костюм химической защиты от пленочного материала типа ОЗК (общевойсковой защитный комплект).

Кроме того, следует отметить, что при использовании металлизированной ткани вязаной структуры существенно повышается гибкость одежды в сравнении с тканой структурой (фиг. 1 и 2, поз 1 - металлические нити, поз. 2 - текстильные нити). В тканой структуре нити ориентированы линейно и под действием нормально приложенной нагрузки изгибаются (фиг. 1), а при вязаной структуре петли в смежных рядах могут поворачиваться, смещаться навстречу друг другу и оказывают поэтому значительно меньшее сопротивление деформации (фиг. 2), сама структура при этом хорошо тянется во всех направлениях.

На тканом материале (фиг. 1) при воздействии с электродом 3 нити легко раздвигаются и электрод проникает за защитный материал, касание электрода с металлической нитью происходит в точке, электрический контакт ненадежен (фиг. 3). На вязаном материале элктрод 3 всегда попадает в петлю, которая, упруго натягиваясь, плотно охватывает его со всех сторон, обеспечивая надежный электрический контакт и безопасный электрический разряд (фиг. 2).

Наиболее подходящим для этих целей является вязаная структура, получаемая на плоскофанговых вязальных станках 10-го класса (ПВРК-10) (при переплетении "трубчатая гладь"). При этом металлизированная ткань выполнена в виде рукава из трикотажного полотна, в котором плотность вязки должна быть: число петельных рядов на 1 дм 35 - 55; число петельных столбиков на 1 дм 55 - 105.

Проволока из нержавеющей стали марки Х18Н9ТВИ (например, толщиной 0,1 мм) обеспечивает: наилучшие технологические свойства (другие типы нитей по толщине, химсоставу, технологии изготовления, физико-механических свойств приводят к скручиванию упругих петель в процессе переработки, к образованию из петель узлов, которые не проходят в ушко нитеводителя и обрывают нить); наилучшие эксплуатационные свойства (качество полотна, эластичность, удобство); наилучшие защитные свойства (из-за повышенной плотности вязки и удельного содержания проволоки); оптимальное соотношение прочностных и защитных свойств с удобством и технологичностью; надежный электрический контакт с электродом и смежными петлями в рядах и столбиках; высокую коррозионную стойкость.

Обеспечение данных свойств достигается также за счет вакуумно-индукционного переплава металла, используемого при изготовлении проволоки, поскольку при этом повышаются прочностные свойства и пластичность, достигается высокое качество поверхности, увеличивается коррозионная стойкость.

Для обеспечения непрерывности нитей (фиг. 3 - 5) и петельных контактов целесообразно изделие выкраивать из непрерывного рукава 4 (вязки на плоскофанговых полуавтоматах типа ПВРК), а в местах сужений выполнять формообразующие складки (формообразующие сборки) 5 без разрезания материала (фиг. 5 и 9). В местах расширения возможна растяжка рукава для исключения кроя.

При изготовлении изделия из нескольких разъемных деталей или из нескольких самостоятельных предметов одежды (фиг. 4 и 5) они снабжаются разъемными контактами, обеспечивающими им электрический контакт между собой и между ними и землей. Например, целесообразно сделать разъемный электрический контакт (кнопку) 6 между ними (фиг. 5 и 6) либо неразъемный электрический контакт (заклепку) 7 (фиг. 5 и 7), либо соединять детали с помощью токопроводящих накладок 8 (фиг. 5 и 8). Кроме того, одежда может быть снабжена подкладкой, содержащей на внутренней поверхности гигиеническую ткань из натуральных волокон и на внешней поверхности электроизоляционный материал.

Для обеспечения заземления на обувь могут надеваться токопроводящие подметки 9, разъемно или неразъемно соединенные с металлическими элементами защитной одежды.

Выполняя одежду, а именно защитный костюм из круглых рукавов с участком армированной металлической нитью ткани 10 с использованием текстильного участка (отработки) 11 (неармированной металлической нитью ткани в ее начале и конце), возможно исключение образования острых колющих проволочных концов в местах раскроя и повышение технологичности изделия (фиг. 3). В этом случае детали одежды соединяются между собой с помощью электрических контактов (накладок 8), изображенных на фиг. 8.

Пример 1. Для изготовления одежды использовали проволоку марки Х19Н9Т толщиной примерно 0,1 мм, которая обладает оптимальной прочностью, упругостью, электропроводящими свойствами и технологичностью изготовления. В качестве основы ткани использовали нить швейную капроновую 10 К или нить СВМ. Для выработки полотна использовали полуавтомат вязальной марки ПВРК 10-го класса с получением переплетения "кулирная гладь", число петельных рядов на 1 дм равно 40, число петельных столбиков на 1 дм равно 80. При этом соотношение по массе в ткани текстиль к металлу достигает 1 : 4.

Выполняя одежду, а именно защитный костюм из круглых рукавов, с использованием текстильного участка (отработки) в ее начале и конце исключает образование острых колющих проволочных концов в местах раскроя и повышает технологичность изделия.

При испытаниях изготовленная одежда показала свою эффективность защиты. (Имеется положительное заключение Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова об использовании образцов для защиты от действия электрошоковых устройств (ОШУ)).

При этом установлено, что ни при использовании регистрирующих приборов, ни по субъективной оценке испытателей никаких эффектов, связанных с прохождением электрического тока под защитной одеждой при воздействии ЭШУ, обнаружено не было.

Пример 2. Защитная одежда, выполненная по примеру 1 и дополнительно снабженная подкладкой. Подкладка на внутренней поверхности содержит гигиеническую ткань из натуральных волокон (хлопчатобумажную фланель), а на внешней поверхности - электроизоляционный материал в виде прорезиненного покрытия.

Пример 3. Защитная одежда выполнена в виде нарукавников из металлизированной ткани, изготовленной в виде бесшовного трикотажного полотна (рукава), в котором металлическая нить оплетена слоем нейлоновых волокон и слоем капрона. С внешней поверхности нарукавника синтетическое волокно было удалено в одном варианте термообработкой, а в другом - химическим растворением. Полученное изделие имеет оголенную металлическую нить, размещенную на внешней поверхности ткани одежды.

Изобретение относится к созданию средств индивидуальной защиты от электрошоковых устройств в комплексе с защитой от различных поражающих факторов для использования в экстремальных ситуациях. Сущность изобретения заключается в том, что защитная одежда, содержащая металлизированную ткань, выполненную из пряжи, включающей металлические нити в композиции с синтетическими и натуральными волокнами, изготовлена из цельного полотнища, металлические нити которого соединены в непрерывную электропроводящую цепь на всех участках защищаемой поверхности, что позволяет направить электрический ток электрошокового устройства по замкнутым металлическим нитям, минуя тело, или в землю. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Защитная одежда, содержащая металлизированную ткань, выполненную из пряжи, включающей металлические нити в композиции с синтетическими и натуральными волокнами, отличающаяся тем, что металлизированная ткань расположена, по крайней мере на защищаемых участках, причем защищаемые участки одежды выполнены из цельного полотнища, металлические нити которого объединены в непрерывную электропроводящую цепь на всех участках защищаемой поверхности. 2. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве металлических нитей она содержит проволоку или ленту из сплавов на основе железа, алюминия, титана или никеля при соотношении содержания по массе синтетических, натуральных волокон и металлических нитей (1 - 3):4. 3. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве металлических нитей она содержит проволоку из нержавеющей стали 0,04 - 0,2 мм, прочностью 50 - 120 кг/мм². 4. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что металлизированная ткань выполнена в виде рукава из трикотажного полотна, число петель в котором на 1 дм составляет 35 - 55 и число петельных столбиков на 1 дм составляет 55 - 105. 5. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена заземлением. 6. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена из нескольких самостоятельных предметов или из разъемных деталей, снабженных разъемными контактами, обеспечивающими электрический контакт между собой и между ними и землей. 7. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена подкладкой, содержащей на внутренней поверхности гигиеническую ткань из натуральных волокон и на внешней поверхности электроизоляционный материал. 8. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит не менее двух отделенных друг от друга защищаемых участков, металлические нити которых соединены в непрерывную электропроводную цепь с помощью гибких электропроводящих накладок. 9. Одежда по п. 1, отличающаяся тем, что металлизированная ткань выполнена в виде трикотажного полотна, содержащего неизолированную оголенную металлическую нить, размещенную преимущественно на внешней поверхности ткани.