МНОГОСЛОЙНЫЙ ПАКЕТ Российский патент 2003 года по МПК A41D13/15 A41D31/02 

Изобретение относится к многослойным материалам, используемым в качестве вентилируемых ударозащитных панелей в швейных изделиях с активной теплоизоляцией, в частности с принудительной вентиляцией пододежного пространства, для защиты от пониженных (повышенных) температур, механических воздействий, а также в качестве изоляционных панелей в строительстве.

Известен многослойный пакет преимущественно для спецодежды, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, выполненной из уложенных параллельными рядами полос с гофрами, обращенными одна навстречу другой и соединенными между собой (а.с. СССР 1253586, кл. А 41 D 13/00, Е 04 С 2/24, 1982). Такой многослойный пакет обладает высокой формоустойчивостью, однако ему свойственны низкие фильтрационные свойства вследствие отсутствия сквозных каналов, недостаточная гибкость, обусловленная наличием ребер жесткости, а также повышенная масса.

Наиболее близким к данному техническому решению является многослойный пакет преимущественно для спецодежды, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, выполненной из уложенных параллельными рядами с интервалами гофрированных элементов, гофры которых расположены перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов, шириной, равной ширине основания гофр, соединенных с наружными и внутренними слоями и гофрированными элементами ниточным, клеевым или сварным способами и расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям с наружных сторон оснований гофр (а. с. 1784183, кл. А 41 D 13/00, 1992). При удовлетворительной формоустойчивости известному многослойному пакету свойственны низкие фильтрационные и низкие ударозащитные свойства вследствие повышенной жесткости пакета из-за больших длин полос, равных ширине прокладки.

Задачей заявляемого технического решения является повышение ударозащитных и фильтрационных свойств при сохранении формоустойчивости и снижении массы пакета.

Указанная задача решена за счет того, что в многослойном пакете преимущественно для спецодежды, состоящем из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, выполненной из расположенных параллельными рядами с интервалами гофрированных элементов, гофры которых расположены перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов шириной, равной ширине основания гофр, соединенных с наружным и внутренним слоями и гофрированными элементами ниточным, клеевым или сварным способами и расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям с наружной стороны основания гофр, гофры выполнены Z- или [-образной форм, их основания расположены в одну сторону и/или навстречу друг другу, а каждый ряд гофрированных элементов состоит из полос, состыкованных и/или расположенных с интервалами вдоль их ширины с однолинейным расположением интервалов или в шахматном порядке, а связующий элемент выполнен из материала, жесткость которого превышает жесткость материала прокладки длиной, равной ширине полосы, и расположен вдоль ширины полос параллельно их краям. Указанная задача решена и за счет того, что между связующим элементом и наружным и внутренним слоями расположена дополнительная накладка из материала, жесткость которого ниже жесткости связующего элемента.

Неразрывная совокупность заявленных признаков позволяет повысить амортизационные свойства вследствие уменьшения жесткости прокладки, при этом гофры образуют прямые каналы, обеспечивая тем самым высокие фильтрационные свойства, а основания гофр, расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям, обеспечивают высокую формоустойчивость, являясь также протектором, что способствует также повышению ударозащитных свойств пакета и приводит к расширению функционального применения предлагаемого многослойного пакета, а именно использовать его в изделиях с принудительной вентиляцией пододежного пространства, а также в средствах индивидуальной защиты от механических воздействий.

На фиг. 1 показан многослойный пакет преимущественно для спецодежды, состоящий из наружного 1 и внутреннего 2 слоев и размещенной между ними прокладки, выполненной из расположенных параллельными рядами с интервалами d полос 3 с гофрами Z-образной формы с шириной полос d и толщиной δ, расположенных перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов 4, имеющих ширину а' и толщину δ', соединенных ниточным, клеевым или сварным способами (на фиг.1 представлен многослойный пакет с клеевым методом соединения) и расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям с наружной стороны основания гофр. На фиг.2 то же, но гофры выполнены [-образной формы.

На фиг. 3 показан многослойный пакет с гофрами Z-образной формы, расположенными в шахматными порядке. На фиг.4 - то же, но гофры [-образной формы. На фиг.5 - то же, что на фиг.1, но основания гофр расположены навстречу друг другу. На фиг.6 - то же, что на фиг.2, но основания полос с гофрами расположены навстречу друг другу. Фиг.7 - то же, что на фиг.1, но полосы состыкованы. Фиг.8 - с комбинированным расположением гофрированных полос - состыкованные и с интервалом вдоль их ширины.

Наружный 1 и внутренний 2 слои пакета выполнены из ткани, а прокладка - из полос 3 эластичного поропласта, например пенополиуретана. Связующие элементы 4 могут быть выполнены из эластичного поропласта, например пенополиэтилена, а их соединение с полосами прокладки и наружным и внутренним слоями осуществляют с помощью швов, выполненных механическим (ниточными), клеевым, термомеханическим или другим известным способом.

Геометрические параметры прокладки, а именно ширину гофрированных полос а, интервал d между полосами пакета вдоль их ширины, высоту Н, шаг гофр t, толщину полос δ, а также модификацию пакета выбирают в зависимости от требуемой формы и площади поперечных сечений вентилируемых каналов, исходя из требуемых формоустойчивости и ударозащитных свойств.

Пример 1. Изготавливают многослойный пакет, наружный слой которого выполнен из ткани верха, внутренний - из подкладочной ткани, размещенная между ними прокладка - из полос эластичного пенополиуретана шириной a=18 мм и толщиной δ=7 мм с гофрами [-образной формы. Полосы располагают на слое ткани с интервалом вдоль их ширины d=18 мм, шаг гофр составляет t=30 мм. Гофры соединяют с наружным, затем с внутренним слоями связующими элементами из пенополиэтилена шириной a'=10 мм, толщиной δ'=3 мм и длиной, равной ширине полосы с гофрами, расположенными с наружной стороны оснований гофр и соединенными ниточным способом. Изготовление пакета выполняют на действующем оборудовании. Изготовление остальных пакетов велось в той же последовательности, что и в примере 1.

Показатели свойств рассматриваемого пакета приведены в таблице (пример 1, нумерация фигур и примеров совпадают).

Амортизационные свойства и формоустойчивость оценивались величиной модуля упругости прокладки Еn, характеризующего ее способность сопротивляться сжимающим нагрузкам

где σ - сжимающее напряжение, Па,
ε - относительная деформация сжатия прокладки.

Величину Е_n определяли с помощью диаграмм сжатия, полученных на приборе "Инстрон".

Фильтрационные свойства пакета оценивались с помощью показателя поверхностной пористости П поперечных сечений, перпендикулярных направлению каналов П¹, параллельных направлению каналов П²

где S_K - площадь поперечного сечения каналов;
S - площадь поперечного сечения прокладок.

Чем выше значение показателя поверхностной пористости, тем большая часть площади поперечных сечений приходится на сквозные каналы, и, следовательно, тем меньшее сопротивление оказывает материал фильтрации воздуха, проходящего через каналы пакета. Из таблицы видно, что фильтрационные свойства пакета по сравнению с прототипом повышаются. Масса пакета оценивалась показателем поверхностной плотности пакета S_S, который численно равен отношению его массы к площади. Табличные данные иллюстрируют уменьшение массы пакета.

Ударозащитные свойства и формоустойчивость пакета оценивались также его сжимаемостью Еc (%) и восстанавливаемостью Ев (%) (ГОСТ24038-90), показывающей, на сколько восстановился материал по отношению к его толщине под основной нагрузкой.

где h₀ - толщина образца под предварительной нагрузкой, мм;
h₁ - толщина образца под основной нагрузкой, мм;
h₂ - восстановленная толщина образца, мм.

Полученные данные приведены в таблице, из которой следует, что, например, многослойный пакет по примеру 1 обладает следующими свойствами: модуль упругости при сжатия прокладки, характеризующий формоустойчивость и ударозащитные свойства, достигает 10,33 кПа, поверхностная пористость поперечных сечений составляет соответственно 87,5 и 50%, а масса 1 м² прокладки не превышает 0,119 кг.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить фильтрационные и ударозащитные свойства при одновременном снижении массы, увеличении гибкости и сохранении формоустойчивости, что способствует расширению функционального применения многослойного пакета, а именно использовать его в изделиях с принудительной вентиляцией пододежного пространства, а также в средствах индивидуальной защиты от механических воздействий.

Многослойный пакет преимущественно для спецодежды состоит из наружного и внутреннего слоев с размещенной между ними прокладкой, выполненной из уложенных параллельными рядами с интервалами гофрированных элементов, гофры которых расположены перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов шириной, равной ширине основания гофр, соединенных с наружными и внутренними слоями и гофрированными элементами ниточным, клеевым или сварным способом и расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям с наружных сторон оснований гофр. Гофры выполнены Z- или [-образной формы. Их основания расположены в одну сторону и/или навстречу друг другу, а каждый ряд гофрированных элементов состоит из полос, состыкованных и/или расположенных с интервалами вдоль их ширины с однолинейным расположением интервалов или в шахматном порядке. Связующий элемент выполнен из материала, жесткость которого превышает жесткость материала прокладки, длиной, равной ширине полосы, что повышает ударозащитные и фильтрационные свойства. 1 з.п.ф-лы, 8 ил. , 1 табл.

1. Многослойный пакет преимущественно для спецодежды, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, выполненной из уложенных параллельными рядами с интервалами гофрированных элементов, гофры которых расположены перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов, шириной, равной ширине основания гофр, соединенных с наружным и внутренним слоями и гофрированными элементами ниточным, клеевым или сварным способами и расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям с наружных сторон оснований гофр, отличающийся тем, что гофры выполнены Z- или [-образной форм, их основания расположены в одну сторону и/или навстречу друг другу, а каждый ряд гофрированных элементов состоит из полос, состыкованных и/или расположенных с интервалами вдоль их ширины с однолинейным расположением интервалов или в шахматном порядке, а связующий элемент выполнен из материала, жесткость которого превышает жесткость материала прокладки, длиной, равной ширине полосы, и расположен вдоль ширины полос параллельно их краям. 2. Многослойный пакет по п. 1, отличающийся тем, что между связующим элементом и наружным и внутренним слоями расположена дополнительная накладка из материала, жесткость которого ниже жесткости связующего элемента.