ХИМЗАЩИТНЫЙ ТЕРМОКЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХИМЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ Российский патент 2010 года по МПК A62D5/00 

Описание патента на изобретение RU2388511C1

Изобретение относится к области производства химзащитных многослойных материалов, используемых для изготовления химзащитной одежды работников аварийно-спасательных служб и служб специального назначения.

В связи с интенсификацией химических процессов и оборудования возрастают требования к материалу специальной химзащитной одежды, способной обеспечить достаточный уровень химической защиты от воздействия производственных агрессивных сред и сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ), соответствующей гигиеническим требованиям и выдерживающей определенные сроки носки без изменения химзащитных свойств.

В мировой практике при создании эффективных химзащитных материалов (ХЗМ) для изготовления защитной одежды широко используется активированный уголь, применяемый в качестве основного сорбирующего вредные вещества компонента. При этом основная сложность в получении такого рода материала заключается в способе закрепления активного угля на поверхности или в массе какого-либо носителя-субстрата (основы).

Известна композиция на основе хлопковой целлюлозы, наполненной углем и проклеенной связующим, на боковую поверхность, торцы и внутренний канал которого нанесено покрытие из латекса [патент 2295379, RU, опубл. 2007.03.20]. Данная композиция используется в ввиде патрона цилиндрической формы для защиты от агрессивной газовой среды и непригодна для изготовления химзащитной одежды.

Известен материал для защиты от химических веществ на основе угля сферической формы, закрепленных на ткани «в точке» [патент 2890097 AU, опубл. 1997.11.26]. Фиксация сорбента на материале-носителе для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств химзащитной одежды осуществляется за счет использования клеевых систем. Материал обладает высокими защитными характеристиками и прочностью, сохраняет свои химзащитные свойства при попадании пота, морской воды и загрязнителей. Однако при использовании материала выявлены его недостатки, касающиеся эксплуатационных свойств, в частности, недостаточная стойкость к истиранию, приводящая к осыпаемости сорбента в процессе носки.

Кроме того, в нашей стране приведенный способ изготовления ХЗМ неприемлем из-за отсутствия соответствующей технологической базы, способов нанесения угля и соответствующего производственного оборудования.

Известен способ изготовления фильтросорбирующего материала для изготовления специальной химзащитной одежды путем добавления активированного угля в целлюлозную массу (угленаполненная бумага) [патент 2068295, RU, опубл. бюл. изобр. 1996.10.27]. Целлюлоза - природный полимер, который, благодаря своему строению, химико-физическим свойствам, обладает хорошими адсорбционными характеристиками. Волокна целлюлозы служат матрицей, на которой закрепляются частицы высокодисперсного сорбента - активированного угля. Использование в качестве основы (носителя) целлюлозных растительных волокон как самого доступного, недорогого, получающегося из возобновляемого растительного сырья, обусловило перспективность направления исследований в разработке фильтрующе-сорбирующих материалов. Недостатками данного изобретения являются низкие физико-механические и химзащитные свойства предлагаемого материала.

На основе угленаполненной бумаги (УНБ) предложен химзащитный материал, предназначенный для изготовления химзащитной одежды, в котором формируют композиционный нетканый материал с покровным слоем, подстилающим слоем и сорбционным промежуточным слоем на основе активированного угля [патент 2107520, RU, опубл. бюл. изобр. 1998.03.27].

Недостатком данного изобретения является то, что скрепление слоев осуществляется иглопрошивным способом и приводит к нарушению целостности сорбционного слоя, снижению химзащитных и эксплуатационных характеристик, при этом толщина и масса такого материала довольно значительны. Данные отражены в таблице 1.

Известен химзащитный материал для защитной одежды, содержащий в качестве основы угленаполненную крепированную бумагу, армированную с двух сторон материалом с дискретным термоклеевым покрытием [патент 2200603, RU, бюл. изобр. опубл. 2003.03.20].

Использование в качестве армирующих слоев ткани с термоклеевым покрытием позволяет создать трехслойный материал с прочной адгезией слоев (табл. 1). В процессе крепирования угленаполненная бумага приобретает такие свойства, как растяжимость и эластичность, близкие к аналогичным свойствам армирующей ткани. Однако при длительной эксплуатации происходит разрушение сорбционного слоя, что снижает защитные свойства и срок эксплуатации готового изделия.

Одним из основных требований, предъявляемых к химзащитному материалу, является сохранение им защитных свойств во влажном состоянии. Для этого при получении фильтровальных материалов в композицию добавляют связующие добавки. Взаимодействуя с гидроксильными группами целлюлозы, они образуют поперечные химические связи между молекулами и способствуют образованию межволоконных связей в готовой композиции. В качестве связующих обычно используют смолы (например, полиамидную, модифицированную эпихлоргидрином, или меламиноформальдегидную [патент 2068295, RU, опубл. бюл. изобр. 1996.10.27]).

С другой стороны, растительные целлюлозные волокна, из которых изготавливают бумагу, обладают большой впитывающей способностью по отношению к воде, что обусловлено их гидрофильной природой, наличием у них большого количества свободных гидроксильных групп. В целях придания готовой бумаге гидрофобности, т.е. способности противостоять проникновению воды и растворов через толщину листа, в угленаполненную композицию добавляют термопластичные волокна (например, поливинилспиртовые, полипропиленовые).

Наиболее близким к заявляемому является химзащитный термоклеевой композиционный материал для защитной одежды [патент 2281800, RU, опубл. бюл. изобр. 2006.08.20], прототип.

Материал содержит в качестве среднего сорбционного слоя угленаполненную крепированную бумагу, армированную с двух сторон тканью с нанесенным термоклеевым дискретным покрытием. Для улучшения прочностных свойств композиция среднего сорбционного слоя содержит оптимально подобранное количество связующего, сульфат алюминия для его последующего осаждения и поливинилспиртовые водорастворимые волокна (ПВС-волокно).

Недостатком известной композиции является то, что при ее изготовлении используется трехкомпонентная система наполнителей (ПВС-волокно, связующее и сульфат алюминия для осаждения последнего). Кроме того, при эксплуатации готового изделия, когда материал испытывает длительные нагрузки на истирание, сорбционный слой разрушается, что приводит к снижению химзащитных свойств готового изделия.

Технический результат заявляемого решения заключается в улучшении эксплуатационных (стойкость к истиранию, воздухопроницаемость, паропроницаемость, влагопрочность и водоемкость) характеристик химзащитного материала при сохранении его химзащитных свойств и в упрощении технологии процесса изготовления материала.

Технический результат достигается изготовлением химзащитного термоклеевого композиционного материала, содержащего в качестве среднего сорбционного слоя угленаполненную крепированную бумагу, в которой сорбционный слой содержит латекс синтетический марок ДВХБ-70, БСМ-65 (далее по тексту латекс синтетический), введение которого позволяет исключить из состава сорбционного слоя ПВС-волокно, сульфат аммония и связующее, а также операцию его осаждения в процессе получения угленаполненной бумаги.

Введение в угленаполненную целлюлозную композицию латекса синтетического (например, ДВХБ-70 ТУ 38.303-04-03-90 или БСМ-65 «Б» ТУ 38.103579-85) взамен термопластичного волокна (табл.2) приводит к заметному увеличению влагопрочности бумаги (в 1,6 раза по сравнению с прототипом), существенному снижению водоемкости (более чем в 2,5 раза). Значительно увеличиваются также паро- и воздухопроницаемость. При этом стойкость к истиранию самого ХЗМ намного возрастает (табл.1). Заявляемая композиция с введением латекса синтетического позволяет создать в структуре среднего сорбционного слоя упрочняющую сетку, которая способствует усилению адгезии между слоями при дублировании по сравнению с прототипом и более сильному удержанию сорбента в бумаге, а значит, сохранению более длительного срока носки готового изделия. Важно отметить то, что химзащитные свойства ХЗМ по сильнодействующим ядовитым веществам остаются на прежнем уровне (табл.1), т.е сорбционная активность углеродного сорбента сохраняется.

Угленаполненную крепированную бумагу изготавливают известным в целлюлозно-бумажной промышленности способом с использованием сульфатной небеленой целлюлозы и добавлением в массу активированного угля и латекса синтетического.

Добавление на первой стадии размола только одного компонента - латекса синтетический - вместо трех: термоволокна, связующего (смолы) и осадителя существенно упрощает технологический процесс и приводит к сокращению общего времени его проведения, исчезает необходимость использования волокон определенной резки и температуры максимальной усадки; в целом процесс экономически более выгоден.

После отлива и прессования влажное бумажное полотно крепируют шабером до достижения относительного удлинения в машинном направлении. Введение латекса синтетического позволяет увеличить величину относительного удлинения (25-30%, по сравнению с 15-20% у прототипа).

Приведенные в табл.1 данные иллюстрируют заявляемое изобретение, но не ограничиваются ими. Оценку свойств полученных композиций и материала для изготовления защитной одежды проводят по утвержденным стандартным методикам.

Существенное увеличение стойкости к истиранию, воздухопроницаемости, паропроницаемости, влагопрочности и водоемкости достигают при введении в композицию латекса синтетического в количестве 5-7 мас.%.

При введении латекса синтетического в количестве 2 мас.% наблюдается незначительное изменение указанных характеристик, что не может иметь практического значения. Введение латекса синтетического свыше 10 мас.% нецелесообразно из соображений экономии и затруднений при проведении технологического процесса.

Таким образом, введение латекса синтетического в средний сорбционный слой химзащитного термоклеевого композиционного материала обладает преимуществами по сравнению с материалом-прототипом, а именно: обеспечивает существенное улучшение стойкости к истиранию, воздухопроницаемости, паропроницаемости, влагопрочности и водоемкости при сохранении химзащитных свойств от СДЯВ (окислы азота, аммиак, хлор, производные гидразина).

При введении в композицию латекса синтетического увеличивается адгезия между слоями при дублировании, о чем свидетельствует усиление прочностных свойств ХЗМ (стойкость к истиранию), что приводит к увеличению срока эксплуатации готового изделия.

Таблица 1 Физико-механические и защитные свойства материалов Наименование показателя Нетканый материал по пат.2107520 Химзащитный материал по пат.2200603 Химзащитный материал по пат.2281800 Химзащитный материал по заявке ДВХБ-70 ДВХБ-70 БСМ-65«Б» Композиционный состав сорбц. слоя, % - целлюлоза сульфатная небеленая 50,0-67,0 50,0-68,0 52,0-68,0 58,0 60,0 58,0 - активированный уголь 32,0-40,0 30,0-40,0 30,0-40,0 37,0 33,2 37,0 - волокно поливинилспиртовое - 0,5-2,0 - - - - связующее 0,5-5,0 1,0-5,0 0,5-1,0 - - - - сульфат алюминия 0,5-5,0 1,0-5,0 1,0-5,0 - - - - латекс синтетический - - - 5,0 6,8 5,0 Масса, 1 м2, г 390 280 280 240 233 247 Толщина, мм 2,3 0,84 0,65 0,68 0,67 0,68 Разрывная нагрузка полоски материала (50×200 мм), кгс 32,0 74,0 160,0 65,0 63,0 65,0 - по основе 34,0 33,0 43,0 41,0 39,0 44,0 - по утку Прочность материала на раздирание, кгс - по основе 3,1 4,8 5,8 7,0 7,2 7,1 - по утку 2,6 2,0 3,0 3,2 3,4 3,5

Продолжение табл.1 Стойкость к истиранию на приборе НИХИ-М, оборотов, не менее 3000 3000 10000 20000 20000 20000 Воздухопроницаемость, дм32·с 16,0 1,4 20,0 34,0 32,0 35,0 Паропроницаемость, мг/см2·ч - 11,6 11,6 14,5 13,8 14,6 Защитные свойства СДЯВ (концентрация паров=0.1 мг/дм3), проникшее сквозь образец, мг/см2 - окислов азота за 90 мин 0,070 0,052 0,050 0,050 0,052 0,052 - аммиака за 30 мин 0,018 0,010 0,010 0,010 0,012 0,010 - хлора за 30 мин 0,108 0,085 0,080 0,080 0,085 0,082 - производных гидразина за 30 мин 0,0005 0,00026 0,00026 0,00025 0,00027 0,00026 Примечание: ДВХБ - латекс синтетический 70%-ный; БСМ-65 «Б» - латекс синтетический, модифицированный смолой с содержанием стирольных звеньев 65%.

Похожие патенты RU2388511C1

название год авторы номер документа
ХИМЗАЩИТНЫЙ ТЕРМОКЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ 2004
  • Иванова Валентина Степановна
  • Кузнецов Евгений Александрович
  • Гайлов Игорь Юрьевич
  • Фатхутдинов Равиль Хилалович
  • Никитаев Сергей Павлович
  • Зарипов Ильдар Накибович
  • Шупленко Ольга Григорьевна
RU2281800C2
ХИМЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ 2001
  • Иванова В.С.
  • Кузнецов Е.А.
  • Жиляев Г.Г.
  • Фатхутдинов Р.Х.
  • Зарипов И.Н.
  • Шупленко О.Г.
RU2200603C2
ЗАЩИТНАЯ ПЕРЧАТКА 2006
  • Фатхутдинов Равиль Хилалович
  • Зарипов Ильдар Накибович
  • Шупленко Ольга Григорьевна
  • Байрамова Валентина Робертовна
  • Миронова Ольга Юрьевна
  • Алимов Олег Николаевич
  • Никитаев Сергей Павлович
RU2327396C1
Химзащитный сорбционно-активный материал 2021
  • Журко Александр Валерьевич
  • Долговязов Вадим Вячеславович
  • Комарова Наталия Ревильевна
  • Кузнецов Александр Константинович
  • Чернова Надежда Леонидовна
  • Охлопков Дмитрий Сергеевич
RU2777494C1
Фильтрующий химзащитный материал 2019
  • Журко Александр Валерьевич
  • Долговязов Вадим Вячеславович
  • Комарова Наталия Равильевна
  • Кузнецов Александр Константинович
  • Чернова Надежда Леонидовна
RU2706317C1
ФИЛЬТРОСОРБИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 2004
  • Иванова Валентина Степановна
  • Попова Людмила Николаевна
  • Кузнецов Евгений Александрович
  • Гайлов Игорь Юрьевич
  • Фатхутдинов Равиль Хилалович
  • Зарипов Ильдар Накибович
  • Шупленко Ольга Григорьевна
  • Байрамова Валентина Робертовна
  • Кучинский Евгений Владимирович
  • Никитаев Сергей Павлович
RU2281798C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОДЕЖДЫ, ЗАЩИЩАЮЩЕЙ ОТ СИЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИХ ЯДОВИТЫХ ВЕЩЕСТВ 1992
  • Кирисова А.П.
  • Зарипов И.Н.
  • Жиляев Г.Г.
  • Шупленко О.Г.
  • Шарнин Г.П.
  • Канарский А.В.
  • Патрушева В.С.
  • Аксенова Г.Н.
  • Балов А.А.
  • Мусатов В.А.
RU2107520C1
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОЕ ДЫХАТЕЛЬНОЕ 2005
  • Фатхутдинов Равиль Хилалович
  • Зарипов Ильдар Накибович
  • Байрамова Валентина Робертовна
  • Шупленко Ольга Григорьевна
  • Шульга Леонид Васильевич
  • Шаталов Эдуард Викторович
  • Солошин Сергей Вячеславович
  • Кучинский Евгений Владимирович
  • Никитаев Сергей Павлович
  • Иванова Валентина Степановна
RU2289461C2
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРТОНА 1993
  • Куркучекова В.С.
  • Губин Ю.М.
  • Матвеев В.А.
  • Егорова Н.В.
  • Маков С.А.
  • Гринев В.Г.
  • Агеев А.Я.
RU2042006C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ СОРБИРУЮЩЕЙ БУМАГИ 1998
  • Иванова В.С.
  • Иртегова Л.Ф.
  • Канарский А.В.
  • Зарипов И.Н.
  • Жиляев Г.Г.
RU2150541C1

Реферат патента 2010 года ХИМЗАЩИТНЫЙ ТЕРМОКЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХИМЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ

Изобретение относится к области производства многослойных химзащитных материалов, используемых для изготовления химзащитной одежды специального назначения работников аварийно-спасательных служб. Сущность изобретения: химзащитный термоклеевой композиционный материал для изготовления химзащитной одежды содержит в качестве среднего сорбционного слоя угленаполненную крепированную бумагу, армированную с двух сторон тканью с термоклеевым точечным покрытием, содержащую целлюлозу сульфатную небеленую 58-60 мас.%, уголь активированный 30-40 мас.%, при этом сорбционный слой содержит латекс синтетический в количестве 2-10 мас.%, причем в качестве латекса синтетического используется ДВХБ-70 или БСМ-65 «Б». Технический результат заключается в увеличении эксплуатационных характеристик: стойкости к истиранию, воздухопроницаемости, паропроницаемости, влагопрочности и водоемкости, а также в увеличении срока эксплуатации готового изделия и упрощении технологического процесса изготовления материала при сохранении защитных свойств композиционного материала. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 388 511 C1

Химзащитный термоклеевой композиционный материал для изготовления химзащитной одежды, содержащий в качестве среднего сорбционного слоя угленаполненную крепированную бумагу, армированную с двух сторон тканью с термоклеевым точечным покрытием, содержащую целлюлозу сульфатную небеленую 58-60 мас.%, уголь активированный 30-40 мас.%, отличающийся тем, что сорбционный слой содержит латекс синтетический в количестве 2-10 мас.%, при этом в качестве латекса синтетического используется ДВХБ-70 или БСМ-65 «Б».

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2388511C1

ХИМЗАЩИТНЫЙ ТЕРМОКЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ 2004
  • Иванова Валентина Степановна
  • Кузнецов Евгений Александрович
  • Гайлов Игорь Юрьевич
  • Фатхутдинов Равиль Хилалович
  • Никитаев Сергей Павлович
  • Зарипов Ильдар Накибович
  • Шупленко Ольга Григорьевна
RU2281800C2
Композиция для нанесения защитного покрытия 1976
  • Зинова Татьяна Николаевна
  • Галата Галина Трофимовна
SU617421A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
- М.: Сов
Энцикл., 1990, т.2, с.579-580
СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА РУКАВИЦЫ И ПЕРЧАТКИ 2005
  • Мельников Владимир Васильевич
  • Кочеткова Лариса Рифгатовна
RU2279456C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1997
  • Студенцов В.Н.
  • Карпова И.В.
RU2135530C1
Теплообменник вращающейся печи 1983
  • Чурюмов Виталий Алексеевич
SU1173142A1
Привод рабочей клети стана холодной прокатки конических труб 1988
  • Ткаченко Аркадий Семенович
  • Сафонов Леонид Аркадьевич
  • Крышин Сергей Миронович
  • Горюн Алексей Потапович
  • Гонгадзе Омарий Леванович
  • Нарбут Михаил Александрович
  • Чубарь Алла Георгиевна
  • Орещенко Виктор Федорович
  • Додатко Татьяна Борисовна
SU1595599A1

RU 2 388 511 C1

Авторы

Фатхутдинов Равиль Хилалович

Гайдай Виталий Васильевич

Байрамова Валентина Робертовна

Шупленко Ольга Григорьевна

Иванова Валентина Степановна

Миронова Ольга Юрьевна

Даты

2010-05-10Публикация

2008-10-09Подача