МНОГОСЛОЙНЫЙ СОРБЦИОННЫЙ ВОЛОКНИСТЫЙ ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2010 года по МПК D04H13/00 A62D5/00 

Изобретение относится к области производства нетканых материалов, а именно к многослойным сорбционным волокнистым защитным материалам, и может быть использовано при изготовлении защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.

Известен многослойный сорбционный нетканый материал, состоящий из внутренних слоев нетканого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилнитрила или его смеси с полиуретаном и наружного покровного и наружного подстилающего армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев нетканого материала (см. патент РФ №2330134, МПК D04Н 13/00, 27.07.2008 г.).

Однако известный многослойный сорбционный нетканый материал при своем использовании для изготовления защитной одежды обладает следующими недостатками:

- не обеспечивает необходимый уровень прочности материала на разрыв (780 Н по основе и 310 по утку),

- обладает недостаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 56-58 г/м².час).

Задачей изобретения является создание многослойного сорбционного волокнистого защитного материала.

Техническим результатом является обеспечение высокой паровоздухопроницаемости материала для отвода избытка влаги от поверхности кожного покрова человека, повышение его гигроскопичности, создание возможности обеспечения высокой драпируемости материала при одновременном получении материала с высокой прочностью на разрыв и с высокой прочностью на раздирание.

Технический результат достигается в предложенном многослойном сорбционном волокнистом защитном материале сочетанием использованных для его изготовления компонентов, а также их количественными соотношениями.

Технический результат достигается тем, что предложен многослойный сорбционный волокнистый защитный материал, состоящий из внутренних слоев нетканого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилонитрила или его смеси с полиуретаном и наружного покровного и наружного подстилающего тканых армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев нетканого материала, при этом материал содержит 1-5 однородных или разнородных внутренних сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала, при использовании в качестве волокон нетканого материала внутренних слоев смеси волокон полиакрилонитрила и полиуретана, содержание волокон полиакрилонитрила в смеси с полиуретаном выбрано в количестве 18-83 мас.%, в качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого материала используют твердые частицы активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 38-64 мас.%, сорбционные слои материала армированы приклеиванием наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна, при этом для приклеивания используют клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния. При этом на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м² нетканого сорбционного слоя нанесено покрытие из серебра. При этом при приклеивании (дублировании) используют клеевую порошковую композицию из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный многослойный сорбционный волокнистый защитный материал, отличительными являются:

- содержание в материале от 1 до 5 однородных или разнородных внутренних сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала,

- при использовании в качестве волокон нетканого материала внутренних слоев смеси волокон полиакрилонитрила и полиуретана, содержание волокон полиакрилонитрила в смеси с полиуретаном выбрано в количестве 18-83 мас.%,

- использование в качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого материала твердых частиц активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенных в объеме нетканого материала в количестве 38-64 мас.%,

- сорбционные слои материала армированы приклеиванием наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна,

- использование для приклеивания к внутреннему сорбционному слою наружных покрывных и подстилающего слоев клеевой порошковой композиции на основе сополимера этилена, содержащей на 100 массовых частей сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния,

- нанесение покрытия из серебра на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м² нетканого сорбционного слоя,

- использование при приклеивании (дублировании) клеевой порошковой композиции из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна.

Экспериментальные исследования предложенного многослойного сорбционного волокнистого защитного материала в полевых условиях в составе штатной одежды показали его высокую эффективность. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) при своем использовании обеспечивает необходимую и повышенную на 16-18% гигроскопичность и высокую драпируемость, обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 68-74 г/м².час). Кроме того, многослойный сорбционный волокнистый защитный материал обладает при испытаниях по ГОСТ 29 104.4-91 высокой прочностью на разрыв по направлению основы армирующих слоев 1040-1080 Н и 400-440 Н по направлению утка и при испытаниях по ГОСТ 29 104.5-91 высокой прочностью на раздирание по направлению основы армирующих слоев 220-240 Н и 160-170 Н по направлению утка.

Технология изготовления предложенного многослойного сорбционного волокнистого защитного материала, а также изготовления защитной одежды из него достаточно проста и не требует использования специфического технологического оборудования.

Сущность предложенного технического решения иллюстрируется следующими примерами. Кроме того, в таблице 1 показано содержание компонентов предложенного многослойного сорбционного волокнистого защитного материала, а в таблице 2 представлены характеристики многослойного сорбционного волокнистого защитного материала.

Пример 1. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит один внутренний однородный сорбционный слой нетканого материала, выполненный из волокон на основе полиакрилонитрила. В качестве наполнителя сорбционный слой содержит твердые частицы катионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 38 мас.%. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 35 мас.% вискозного волокна.

Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 21% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0144 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).

Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 70 г/м².час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1060 Н по направлению основы армирующих слоев и 440 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание 220 Н по направлению основы армирующих слоев и 170 Н по направлению утка армирующих слоев, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.

Пример 2. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит три внутренних разнородных сорбционных слоя нетканого материала, при этом один слой выполнен из волокон полиакрилонитрила и два слоя из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 18 мас.% полиуретана. В качестве наполнителя сорбционные слои содержат твердые частицы активированного угля с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 64 мас.%. При этом на поверхности активированного угля с поверхностной плотностью 1000 г/м² нанесли покрытие из серебра толщиной 3 мкм. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 17% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).

Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 74 г/м².час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1041 Н по направлению основы армирующих слоев и 428 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание по направлению основы армирующих слоев 240 Н и по направлению утка армирующих слоев 167 Н, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.

Пример 3. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит пять внутренних однородных сорбционных слоев нетканого материала, при этом два слоя выполнены из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 83 мас.% полиуретана и три слоя из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 18 мас.% полиуретана. В качестве наполнителя сорбционные слои содержали твердые частицы активированного угля с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 50 мас.%. При этом на поверхности активированного угля с поверхностной плотностью 100 г/м² нанесли покрытие из серебра толщиной 3 мкм. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 28 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 18% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0166 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).

Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 68 г/м².час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1080 Н по направлению основы армирующих слоев и 400 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание 225 Н по направлению основы армирующих слоев и 160 Н по направлению утка армирующих слоев, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.

Пример 4. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит пять внутренних однородных сорбционных слоев нетканого материала, выполненных из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 56 мас.% полиуретана. В качестве наполнителя сорбционный слой содержал твердые частицы анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 48 мас.%. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 30 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 19% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0158 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).

Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 74 г/м².час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1078 Н по направлению основы армирующих слоев и 430 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание 235 Н по направлению основы армирующих слоев и 170 Н по направлению утка армирующих слоев, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.

Таким образом, предложенный многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает преимуществами по сравнению с известным многослойным сорбционным нетканым материалом того же назначения.

Свойства многослойного сорбционного волокнистого защитного материала (таблица 2) № материала Паро- воздухопроницаемость (по кол-ву водяного пара при 36°С), г/м².час Гигроскопичность, % Прочность материала на разрыв, Н Прочность материала на раздирание, Н Драпируемость по направлению основы по направлению утка по направлению основы по направлению утка   1 73,7 117 1040 400 220 160 высокая 2 69,0 116 1070 420 240 160 высокая 3 72,8 118 1050 440 230 170 высокая 4 74.0 118 1050 420 240 170 высокая 5 71,5 116 1040 430 230 160 высокая 6 70,9 117 1080 440 230 170 высокая 7 69,3 117 1070 420 240 160 высокая 8 70,8 116 1080 440 220 160 высокая 9 68,0 118 1080 430 240 170 высокая 10 73,4 117 1060 420 230 160 высокая 11 71,5 116 1040 400 220 170 высокая 12 68,7 117 1060 410 240 160 высокая 13 74,0 117 1050 420 230 170 высокая 14 70,8 116 1040 440 230 160 высокая 15 73,7 118 1080 410 240 160 высокая 16 73,2 117 1040 420 220 170 высокая 17 69,3 118 1080 400 230 160 высокая 18 68,0 117 1050 440 230 160 высокая

19 73,2 116 1070 420 240 170 высокая 20 71,5 117 1040 430 240 170 высокая 21 69,0 117 1080 440 230 160 высокая 22 68,7 116 1070 440 220 170 высокая 23 72,8 116 1060 420 240 160 высокая 24 69,3 117 1070 440 230 160 высокая 25 74,0 117 1050 420 230 170 высокая 26 73,4 116 1050 440 240 160 высокая 27 68,7 118 1040 420 230 170 высокая 28 73,2 116 1060 440 220 160 высокая 29 73,7 117 1050 420 230 170 высокая 30 70,8 117 1040 420 230 160 высокая 31 69,0 117 1080 430 220 160 высокая 32 71,5 116 1060 440 220 170 высокая 33 68,0 118 1040 440 230 160 высокая 34 73,4 117 1040 420 230 160 высокая 35 74,0 116 1080 440 240 170 высокая 36 73,2 117 1070 410 240 160 высокая 37 71,5 117 1040 420 230 160 высокая 38 73,7 116 1060 420 240 160 высокая 39 68,7 116 1050 430 230 170 высокая 40 69,3 117 1040 440 220 170 высокая 41 73,4 117 1080 440 240 160 высокая 42 69,0 116 1070 420 230 170 высокая 43 68,0 118 1050 420 230 160 высокая 44 71,5 118 1050 440 220 160 высокая 45 74,0 117 1060 410 230 170 высокая 46 70,8 116 1080 420 230 170 высокая 47 68,7 117 1060 420 240 160 высокая 48 73,7 117 1040 440 240 160 высокая 49 73,2 116 1040 420 230 170 высокая 50 71,5 117 1080 440 240 160 высокая

51 74,0 116 1040 440 230 160 высокая 52 71,5 118 1060 420 220 170 высокая 53 69,3 117 1050 420 220 170 высокая 54 73,4 116 1040 440 230 160 высокая 55 73,2 117 1080 420 230 170 высокая 56 69,0 117 1080 420 240 160 высокая 57 72,8 116 1060 440 240 160 высокая 58 70,8 118 1040 410 230 170 высокая 59 73,7 117 1040 420 230 160 высокая 60 68,0 116 1080 440 230 170 высокая 61 71,5 117 1070 420 240 160 высокая 62 73,2 117 1070 420 230 170 высокая 63 74,0 116 1050 440 220 160 высокая 64 71,5 116 1050 420 230 160 высокая 65 69,3 117 1040 420 230 170 высокая 66 69,0 117 1080 440 220 160 высокая 67 73,4 116 1080 410 230 170 высокая 68 70,8 118 1060 420 230 160 высокая 69 73,7 117 1040 420 240 160 высокая 70 72,8 118 1040 440 240 160 высокая 71 70,8 116 1060 420 230 170 высокая 72 73,2 117 1050 420 230 170 высокая 73 74,0 117 1070 440 240 160 высокая 74 69,0 116 1070 410 230 170 высокая 75 71,5 118 1050 420 220 160 высокая 76 70,8 117 1050 440 220 160 высокая 77 68,0 117 1040 420 230 170 высокая 78 69,3 116 1080 420 230 170 высокая 79 73,7 118 1080 440 240 160 высокая 80 71,5 117 1060 410 240 160 высокая 81 73,4 116 1040 420 230 170 высокая 82 71,5 117 1040 430 230 160 высокая

83 70,9 117 1080 440 230 170 высокая 84 69,3 116 1070 420 240 160 высокая 85 70,8 117 1080 440 220 160 высокая 86 69,0 117 1080 420 240 160 высокая 87 72,8 117 1060 440 240 160 высокая 88 70,8 116 1040 410 230 170 высокая 89 73,7 118 1040 420 230 160 высокая 90 73,4 116 1080 410 230 170 высокая 91 70,8 117 1060 420 230 160 высокая 92 73,7 117 1040 420 240 160 высокая 93 72,8 116 1040 440 240 160 высокая 94 69,0 118 1070 420 230 170 высокая 95 68,0 117 1050 420 230 160 высокая 96 71,5 116 1050 440 220 160 высокая 97 74,0 117 1040 440 230 160 высокая 98 71,5 116 1060 420 220 170 высокая 99 69,3 118 1050 420 220 170 высокая 100 69,0 117 1070 420 230 170 высокая 101 68,0 116 1050 420 230 160 высокая 102 71,5 117 1050 440 220 160 высокая 103 73,7 117 1040 420 240 160 высокая 104 72,8 116 1040 440 240 160 высокая 105 69,0 116 1080 420 240 160 высокая 106 72,8 118 1060 440 240 160 высокая 107 70,8 118 1040 410 230 170 высокая 108 73,7 117 1040 420 230 160 высокая

Изобретение относится к области производства нетканых материалов, а именно к многослойным сорбционным волокнистым защитным материалам. Защитный материал состоит из внутренних слоев нетканого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилонитрила или его смеси с полиуретаном и наружного покровного и наружного подстилающего армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев волокнистого материала. При этом материал содержит 1-5 однородных или разнородных внутренних сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала, при использовании в качестве волокон нетканого материала внутренних слоев смеси волокон полиакрилонитрила и полиуретана, содержание волокон полиакрилонитрила в смеси с полиуретаном выбрано в количестве 18-83 мас.%, в качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого материала используют твердые частицы активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 38-64 мас.%. Сорбционные слои материала армированы приклеиванием наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна. При этом для приклеивания используют клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой паровоздухопроницаемости материала для отвода избытка влаги от поверхности кожного покрова человека, повышение его гигроскопичности, создание возможности обеспечения высокой драпируемости материала при одновременном получении материала с высокой прочностью на разрыв и с высокой прочностью на раздирание. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал, состоящий из внутренних слоев нетканого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилонитрила или его смеси с полиуретаном и наружного покровного и наружного подстилающего армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев волокнистого материала, отличающийся тем, что материал содержит 1-5 однородных или разнородных внутренних сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала при использовании в качестве волокон нетканого материала внутренних слоев смеси волокон полиакрилонитрила и полиуретана, содержание волокон полиакрилонитрила в смеси с полиуретаном выбрано в количестве 18-83 мас.%, в качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого материала используют твердые частицы активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 38-64 мас.%, сорбционные слои материала армированы приклеиванием наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна, при этом для приклеивания используют клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 мас.ч. сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 мас.ч. высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м² нетканого сорбционного слоя нанесено покрытие из серебра.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что при приклеивании (дублировании) используют клеевую порошковую композицию из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна.