ТКАНЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Российский патент 2011 года по МПК D03D15/00 B82B1/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к тканям бытового назначения для медико-биологической защиты человека от воздействия электромагнитных полей при использовании бытовой и промышленной радиоэлектронной аппаратуры, персональных компьютеров, сотовых телефонов и т.д.

Электромагнитные излучения (ЭМИ), воздействуя на организм человека в дозах, превышающих допустимые, являются причиной профессиональных заболеваний.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей вызывает необратимые изменения в организме человека: торможение рефлексов, понижение кровяного давления, замедление сокращений сердца, изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, помутнения хрусталика глаза, повышенную утомляемость, раздражительность, сонливость, одышку, ухудшение зрения и др.

Исследованиями также установлено, что даже электромагнитные излучения малой интенсивности оказывают негативное влияние, причем в первую очередь страдает центральная нервная система человека.

По результатам испытаний сотовых телефонов, проведенных Центром электромагнитной безопасности, телефоны с мощностью излучения около 1 Вт создают плотность потока мощности во много раз большую, чем предельно допустимые значения.

Уровень излучений ЭМИ при работе одного персонального компьютера превышает нормы, установленные СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона». Соответственно при работе в помещении нескольких ПК суммарная плотность потока мощности падающего и отраженного электромагнитного излучения на рабочем месте значительно выше норматива.

При использовании бытовой и промышленной радиоэлектронной аппаратуры необходимо соблюдать нормы, обеспечивающие биологическую защиту от повышенного уровня электромагнитных излучений.

Известна антистатическая ткань, которая обеспечивает защиту от электромагнитных излучений, для изготовления изделий медицинского и восстановительного назначений, физиотерапевтических матрасов, пледов, элементов одежды, непосредственно контактирующих с человеческим телом.

Известная ткань содержит основные и уточные нити из химических и/или натуральных волокон и комплексных электропроводящих углеродистых полимерных нитей, которые размещены в основе и утке. (см. Патент RU №2289642 D03D 15/00, опубл. 20.12.2006).

Однако указанная ткань имеет неудовлетворительные потребительские свойства и поэтому ограничены ее функциональные возможности.

Известна техническая ткань для специальной одежды, которая защищает человека от электромагнитных излучений.

Ткань выполнена на базе простого переплетения, а в качестве токопроводящей нити используют комбинированную нить с удельным электрическим сопротивлением 10³ Ом, которая содержит металлическую нить с удельным электрическим сопротивлением 10² Ом и которая включена в ткань в основе и утке. Основные нити представляют собой полиэфирные текстурированные нити, а уточные - хлопчатобумажную пряжу. (см. Патент RU №2229544 D03D 1/00, опубл. 27.05.2004).

Эта известная ткань является технической и может использоваться только для спецодежды.

Известна токопроводящая ткань для пошива экранирующих чехлов, защищающих аппаратуру, чувствительную к электромагнитным излучениям.

Известная токопроводящая ткань содержит переплетенные между собой основные и уточные комбинированные электропроводные нити, состоящие из электроизоляционной и электропроводной компоненты, в ткань дополнительно введены электроизоляционные основные и уточные нити, причем нити в ткани переплетены с минимальными просветами, а электроизоляционная компонента выполнена из пряжи, используемой при производстве бытовых тканей. (см. Патент RU №2354766, С2, D03D 15/00, 14.03.2006).

Как видно из вышеизложенного, все известные ткани изначально являются специального назначения, а именно токопроводящие, антистатические и являются техническими, которым придают защитные свойства от электромагнитных излучений или повышают эффективность электромагнитного экранирования.

Эти ткани не обладают комплексом свойств, необходимых бытовым тканям, и их функциональность ограничена.

Наиболее близким аналогом к заявленной ткани является декоративная ткань, содержащая основные и уточные нити, выполненные из вискозных и полиэфирных волокон. (см. ТО 8384-00320957-251-2006 к ГОСТ 23432-89).

Указанная ткань не обладает комплексом необходимых свойств, удовлетворяющих современным требованиям, и имеет ограниченную область использования.

Задачей разработки является создание универсальной ткани с высокими потребительскими и защитными свойствами.

Техническим результатом изобретения является улучшение потребительских свойств путем повышения разрывной и раздирающей нагрузок, стойкости к истиранию и значительного уменьшения усадки при сохранении защитных свойств от ЭМИ.

Технический результат достигается за счет разработки ткани для защиты от электромагнитных излучений, включающей нити, выполненные из наноструктурного ферромагнитного микропровода в стеклянной изоляции и скрученные с основными и/или уточными нитями с круткой равной 100-800 кр/м, причем наноструктурный ферромагнитный микропровод в стеклянной изоляции составляет 1,0-3,2% от поверхностной плотности ткани; основные и уточные нити выполнены из натуральных или химических волокон или их смесей.

Аморфный наноструктурный ферромагнитный микропровод в стеклянной изоляции (НФМП) разработан по нанотехнологии (ТУ 122030-036-07550073-09, Наноструктурный ферромагнитный микропровод в стеклянной изоляции марки М).

Химический состав микропровода соответствует формуле A₈₀B₂₀, где А - ферромагнитный сплав на основе Fe, Co, Ni, а В - металлоид В, Si, С.

НФМП обладает уникальными магнитными свойствами благодаря эффекту естественного феррамагнитного резонанса в широком диапазоне частот, его погонное сопротивление равно 10±3-350±10 кОм/м.

Наноструктурный ферромагнитный микропровод в стеклянной изоляции производят на установке УЛП, его непрерывные отрезки составляют до 12 км, производительность установки равна до 100 км в смену.

Стеклянная изоляция выполнена, например, из материала типа «Пирекс» (ТУ 2511-940-77), диаметр изоляции (15±1-24,0±1) мкм.

Разработанная структура с использованием наноструктурного материала обеспечивает ткани улучшенное качество: повышенную износостойкость и большой срок эксплуатации за счет увеличения показателей прочности на разрыв, раздир, стойкости к истиранию и уменьшения усадки при одновременном придании защитных свойств от ЭМИ. Предлагаемая рациональная структура не ухудшает художественный образ ткани, сохраняет ее мягкий гриф, блеск, шелковистость, легкость, не увеличивает толщину, улучшает эргономические характеристики изделий из предлагаемой ткани, которая может иметь печатный, мелкоузорчатый или жаккардовый рисунок и сохранять способность окрашиваться в различные цвета.

Изменение значения параметров строения предлагаемой ткани приводит к ухудшению ее потребительских и защитных свойств.

Ткань для защиты от электромагнитных излучений обладает новыми свойствами, комплексом защитных и потребительских характеристик, она является многофункциональной, что позволяет расширить область ее использования для одежды и для обивки мебели, для пошива нетрадиционного ассортимента, военной, школьной, корпоративной, повседневной одежды, которая минимизирует вредное воздействие ЭМИ на организм, обеспечивает безопасность при использовании бытовой и промышленной электронной техники.

На ее основе созданы эффективные поглотители ЭМИ, обладающие высокой степенью медико-биологической защиты - тенты, жалюзи, шторы, обои, перегородки. Перечисленные изделия используют в компьютерных классах, физиотерапевтических кабинетах, интернет-кафе, клубах, редакциях, школах, библиотеках и др.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблицах 1 и 2.

В примерах ткань для защиты от ЭМИ выполнена полотняным переплетением из вискозного, хлопкового и полиэфирного волокон, однако возможно выполнение ее различными переплетениями. В примере 1 нить из НФМП введена в основную и уточную нить, в примере 2 - в основную нить, в примере 3 - в уточную нить, пример 4 - сравнительный.

НФМП составляет 1,0-3,2% от поверхностной плотности ткани. Кручение нити из НФМП с основной и/или уточной нитью осуществляют, например, на станках СРН-0,5 - станок раскладочный намоточный с датчиком наличия привода.

Предлагаемую ткань подвергают отделке.

Эффективность экранирования (защиты) от ЭМИ определяют по коэффициенту экранирования в децибелах относительно 1 МкВт. Каждое значение получают после усреднения не менее пяти результатов измерений при различных положениях образца. В низкочастотном диапазоне 30 мГц-100 мГц коэффициент экранирования предлагаемой ткани от ЭМИ составляет 20-40 дБ.

Как видно из таблицы 2, предлагаемая ткань превосходит известную ткань по потребительским характеристикам, а именно увеличена разрывная нагрузка, раздирающая нагрузка, увеличена стойкость к истиранию, значительно уменьшена усадка и при этом ткань обладает защитными свойствами от ЭМИ.

Предлагаемая ткань имеет хорошие защитные свойства и высокие потребительские характеристики, которые обеспечивают электромагнитную безопасность для человека от излучений сотовых телефонов, компьютеров и других приборов, используемых в быту.

Ткань для защиты от электромагнитных излучений имеет повышенную полезность, так как обеспечивает безопасность в экстремальных условиях.

Таблица 1
Параметры строения ткани для защиты от ЭМИ Наименование показателей Примеры 1 2 3 4 Поверхностная плотность, г/м² 100 230 350 230 Крутка, кр/м 100 500 800 - Процент НФМП от поверхностной плотности ткани, % 2,1 1,0 3,2 -

Таблица 2
Физико-механические показатели ткани для защиты от ЭМИ
(потребительские характеристики) Наименование Примеры показателей 1 2 3 4 Разрывная нагрузка полоски ткани 50×200 мм, Н         по основе 750 775 936 540 по утку 710 625 876 510 Раздирающая нагрузка, Н         по основе 32 34 140 17 по утку 38 53 95 30 Стойкость к истиранию, циклы 5100 4800 6000 3500 Изменение линейных размеров после мокрой обработки (усадка), %         по основе 2,4 2,0 2,5 5.0 по утку 1,2 1,3 0,8 2,0

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к тканям бытового назначения для медико-биологической защиты при использовании радиоэлектронной аппаратуры. Ткань включает нити, выполненные из наноструктурного ферромагнитного микропровода в стеклянной изоляции, которые скручены при 100-800 кр/м с основными и/или уточными нитями и которые составляют 1,0-3,2% от поверхностной плотности ткани, а уточные и основные нити выполнены из натуральных и/или химических волокон. Технический результат заключается в повышении разрывной и раздирающей нагрузок, стойкости к истиранию, уменьшении усадки. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Ткань для защиты от электромагнитных излучений, включающая нити, выполненные из наноструктурного ферромагнитного микропровода в стеклянной изоляции и скрученные с основными и/или уточными нитями с круткой, равной 100-800 кр/м, причем наноструктурный ферромагнитный микропровод в стеклянной изоляции составляет 1,0-3,2% от поверхностной плотности ткани.

2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что и уточные нити выполнены из натуральных или химических волокон или их смесей.