КОМБИНИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ - ЛАМИНАТ Российский патент 2013 года по МПК A41D31/02 B01D71/00 

Предлагаемое изобретение относится к легкой промышленности и касается разработки комбинированного материала - ламината на основе текстильного полотна и присоединенной к нему полимерной мембраны, который в дальнейшем используется в текстильной промышленности для пошива одежды различного ассортимента и назначения, в том числе предназначенной для эксплуатации в экстремальных условиях.

Известно техническое решение по патенту США №4194041, в котором описывается комбинированный материал, в конструкции которого используется политетрафторэтиленовая (ПТФЭ) мембрана, обеспечивающая ему высокую паропроницаемость - 750-800 г/м²·сутки и воздухопроницаемость - 0,7 дм³/см²·с.

В патенте РФ №2167702 предложено техническое решение, в котором применение ПТФЭ мембраны позволяет получить многослойный комбинированный материал с паропроницаемостью - 650 г/м²·сутки и воздухопроницаемостью - 0,83 дм³/см²·с. В данном техническом решении ламинат имеет паропроницаемость 650 г/м²·сутки, воздухопроницаемость - 0,67 дм³/см²·с.

Однако получение ПТФЭ мембраны энергоемкое, многооперационное, и, кроме того, мембрана должна иметь защиту от солей, осаждающихся на ней при потоотделении.

Производство ПТФЭ экономически не выгодно из-за его энергоемкости и высокой стоимости мембраны.

В последние годы получила распространение коагуляционная технология получения ламината, в результате которой мембранный слой формируется на изнаночной стороне текстильного полотна из полимерной композиции, например полиэфируретановой (ПЭУ). Полученный таким образом ламинат должен обладать изотропными (равномерными) физико-механическими свойствами и удовлетворительными гигиеническими показателями.

Наиболее близким техническим решением является ламинат, описанный в патенте РФ №2412625, включающий текстильное полотно, на изнаночный стороне которого в процессе коагуляции сформирована ПЭУ мембрана толщиной 0,08-0,12 мм и диффузионный слой в глубине текстильного материала на 16,7-30,0% от его толщины. Однако данный ламинат не обеспечивает равномерные характеристики физико-механических свойств по площади материала и его водоупорность.

Техническая задача предполагаемого изобретения - оптимизация свойств ламината, уменьшение анизотропии физико-механических показателей и повышение его водоупорности.

Поставленная техническая задача решается тем, что в комбинированном материале-ламинате, включающем текстильное полотно и ПЭУ мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией полиэфируретановой композиции, мембрану формируют на изнаночной стороне текстильного полотна толщиной 0,03-0,04 мм коагуляцией композиции состава (мас.ч.):

Раствор ПЭУ с содержанием сухого вещества 23-25% 100,0 Поверхностно-активное вещество 0,2-0,4 Ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ) 0,8-1,5 Микрокристаллическая целлюлоза 2,5-4,2 Пигментная паста 0,5-0,8 Диметилформамид (ДМФА) 6,5-7,5;

с привесом по сухому веществу - 60-80 г/м², при соотношении слоев по массе готового материала 0,504-0,77:0,23-0,496.

Технологическая проблема состоит в том, что конструкция ламината со стороны мембраны должна быть без дефектов, толщина мембраны должна обеспечивать водонепроницаемость с одновременным сохранением высокой паропроницаемости для паров воды.

По изобретению использовали:

Полиэфируретан (ПЭУ) марки "Витур 0512" и "Витур 0515" в виде раствора в ДМФА с концентрацией сухого вещества 23-25% - ТУ 6-55-221-1085-2003;

ДМФА - ТУ 6-09-3720-93;

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) - ОП-10 - ГОСТ 8433-93;

Микрокристаллическую целлюлозу - ТУ 75.05706-55-90;

Ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ) - ГОСТ 8728-88;

Пигментную пасту - концентрат неорганических пигментов в ПЭУ растворе с содержанием 50-60 мас.% ПЭУ (фирма GIALLOLA 026, Италия).

При выборе текстильных полотен учитывали, что увеличение веса изделия при выполнении различных служебных заданий с повышенной физической нагрузкой ведет к дополнительным энергозатратам носчика. Для костюма демисезонного, предназначенного для повседневного ношения, использована ткань полиэфирная полотняного переплетения с поверхностной плотностью 130-150 г/м² и с показателем воздухопроницаемости не менее 10 дм³/см²·с, но не более 25 дм³/см²·с.

Для костюма ветровлагозащитного для спецподразделений используют материал, созданный на основе полиэфирной ткани полотняного переплетения с поверхностной плотностью 70-78 г/м² и воздухопроницаемостью более 40 дм³/см²·с.

Таким образом, за основу для создания новой комбинации полимерно-текстильных материалов целесообразно принять ткани, серийно выпускаемые ОАО «МОГОТЕКС», с аналогичными характеристиками:

- для костюма демисезонного, ТУ 8572-109-08836809-2010 - ткань полиэфирная арт.05С8-Кв;

- для костюма ветровлагозащитного для спецподразделений, ТУ 8572-123-08836809-2010 - ткань полиэфирная арт. 02С5-Кв;

- для профессиональной одежды - ткань «Защита», состав полиэфир-вискоза.

Согласно описанию прототипа в процессе коагуляции ПЭУ композиции на изнаночной стороне текстильного полотна образуется микропористая мембрана толщиной 0,08-0,12 мм и диффузионный слой скоагулированной ПЭУ композиции в структуре тканого слоя на глубине 16,7-30% от его толщины с общим привесом 80-150 г/м² по сухому веществу на тканых полотнах толщиной 0,310, 0,518 и 0,548 мм.

Толщина ткани, мм (таблица 5) Поверхностная плотность, г/м² (таблица 3) Порядковый номер 0,31 171 7 0,518 230 1 0,548 272,85 11

В таблице 2 предполагаемого описания указаны порядковые номера текстильных полотен согласно таблицы 3 прототипа и показатели их свойств. Для ламината введены обозначения -

2 (7), 3 (1) и 4 (11) без учета трикотажного полотна - низа.

Изобретение иллюстрируют примеры.

Пример 1.

На предварительно высушенное и проглаженное текстильное полотно, с изнаночной стороны которого ножевой раклей при зазоре 0,25 мм наносят ПЭУ композицию состава (мас.ч.):

Раствор ПЭУ "Витур 0515" (25%) 100,0 ПАВ ОП-10 0,2 Микрокристаллическая целлюлоза 2,5 Ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ) 0,8 Пигментная паста 0,5 ДМФА 6,5

и коагулируют в коагуляционной ванне при температуре 40-50°С и концентрацией ДМФА 32%, с последующими промывкой в промывочной ванне до содержания ДМФА 0,2% и сушкой ламината при 110°С в течение 5 минут. Скорость технологического процесса - 3 м/мин. Привес покрытия -60 г/м². Толщина мембраны - 0,03 мм, соотношение слоев текстильное полотно: мембрана 0,70: 0,30.

Примеры 2-3.

Аналогично примеру 1 получают ламинаты из композиций, составы которых представлены в таблице 1. В таблице 1 приведены привесы покрытий по сухому веществу и указаны толщины мембран. При уменьшении массовой доли ингредиентов в ПЭУ композиции и при снижении привеса покрытия мембрана на текстильном полотне не формируется.

Увеличение указанных показателей не оптимизирует характеристики ламината (возникает скручивание краев ламината, неравномерность мембранного покрытия по толщине и др.)

Таблица 1 Составы ПЭУ композиций, привес покрытия и толщина мембраны Компоненты композиций Прототип Патент РФ №2412625 Предлагаемые композиции. Примеры, мас.ч. 1 ткань 0508-Кв 2 ткань 0617-Кв 3 ткань "Защита" 4 ткань 0205-Кв 1 2 3 4 5 6 Раствор ПЭУ "Витур 0515" (25%)   100,0   100,0   Раствор ПЭУ "Витур 0512" (23%) 100,0   100,0   100,0 Поверхностно-активное вещество ОП-10 0,27-0,9 0,2 0,34 0,4 0,4 Микрокристаллическая целлюлоза 1,8-18,0 2,5 3,6 4,2 3,6 Диметилформамид 17,1-41,0 6,5 7,1 7,5 7,1 Ди-(2-этилгексил)-фталат - 0,8 1,0 1,5 1,0 Пигментная паста - 0,5 0,62 0,8 0,62 Привес покрытия по сухому веществу, г/м² 80-150 60 72 80 70 Толщина мембраны, мм 0,08-0,12 0,030 0,035 0,040 0,037

В таблице 2 приведены свойства известных и предлагаемых ламинатов.

В таблице 3 приведены гигиенические показатели ламинатов, полученные по предлагаемому техническому решению с использованием текстильных материалов с различными поверхностной плотностью, толщиной, природой волокон и способов их получения, характеристики которых приведены в описании известного технического решения (таблицы №№3 и 4).

Таблица 2 Свойства исходных тканей и ламинатов на их основе №№ п/п Показатели Методы испытаний ПРИМЕРЫ Текстильные материалы Прототип (порядковый номер из таблицы 3) Предлагаемые артикулы 7 1 11 05С8-Кв 0617-Кв "Защита" 02С5-Кв 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Поверхностная плотность, г/м² ГОСТ 17073-71 171 230 272,85 145 107 262 71 2 Паропроницаемость, г/м²·сутки ГОСТ 22900-78 691 1150 786 778 900 792 779 3 Гигроскопичность,% ГОСТ 8971-78 4,4 2,1 7,4 0,14 0,14 7,4 0,13 4 Влагоотдача, % то же 3,8 1,7 6,3 0,09 0,09 6,3 0,06 5 Водоупорность, мм водн.ст. ГОСТ 3816-81 230 200 310 210 230 340 170 6 Разрывная нагрузка, Н ГОСТ 17316-71               продольное направление 842,0 1373,4 1520,0 1253,0 860,0 1450,0 673,0 поперечное направление 669,4 476,6 1016,0 1053,0 935,0 100,0 587,0 коэффициент анизотропии 1,26 2,88 1,49 1,19 0,92 14,5 1,15 7 Сопротивление раздиранию, кН/м ГОСТ 17074-71                 продольное направление   80,0 75,0 118,5 36,0 68,0 118,5 46,1   поперечное направление   82,5 42,0 97,5 93,0 47,0 97,5 46,5   коэффициент анизотропии   0,97 1,79 1,22 0,39 1,44 1,22 0,93 8 Относительное удлинение, % ГОСТ 17316-71                 продольное направление   27,7 58,3 34,7 43,0 24,0 24,7 24,0   поперечное направление   37,3 23,3 30,7 31,0 33,0 30,0 33,0   коэффициент анизотропии   0,74 2,5 1,13 1,38 0,73 0,82 0,73 9 Соотношение слоев ламината по массе соответственно ткань: мембрана   - - - - - - -

продолжение таблицы 2 №№ п/п Показатели Методы испытаний ПРИМЕРЫ Ламинат (ткань покрытая мембраной) Прототип Предлагаемый 2 (7) 3 (1) 4 (11) 1 (ткань 05С8-Кв) 2 (ткань 0617-Кв) 3 (ткань "Защита") 4 (ткань 02С5-Кв) 1 2 3 11 12 13 14 15 16 17 1 Поверхностная плотность, г/м² ГОСТ 17073-71 321 350 352,85 205 179 342 141 2 Паропроницаемость, г/м²·сутки ГОСТ 22900-78 737 770 783 700 826 762 760 3 Гигроскопичность, % ГОСТ 8971-78 4,0 2,1 6,9 1,6 1,64 4,4 0,57 4 Влагоотдача, % то же 3,6 1,7 5,4 1,58 1,55 4,3 0,53 5 Водоупорность, мм водн.ст. ГОСТ 3816-81 400 390 420 1000 1200 800 1200 6 Разрывная нагрузка, Н ГОСТ 17316-71               продольное направление 867,0 1400,0 1532,0 1427,0 832,0 1933,0 680,0 поперечное направление 689,0 490,0 1070,0 1033,0 825,0 1232,0 595,0 коэффициент анизотропии 1,26 2,86 1,43 1,38 1,08 1,57 1,14 7 Сопротивление раздиранию, кН/м ГОСТ 17074-71               продольное направление 210,0 197,0 270,0 90,5 38,5 89,0 54,4 поперечное направление 132,0 129,0 156,0 84,0 40,0 77,0 60,0 коэффициент анизотропии 1,59 1,53 1,73 1,01 0,96 1,15 0,90 8 Относительное удлинение, % ГОСТ 17316-71               продольное направление 27,6 52,2 31,0 39,0 33,0 30,0 25,3 поперечное направление 37,3 23,0 30,0 39,0 27,0 29,0 33,0 коэффициент анизотропии 0,74 2,27 1,03 1,00 1,22 1,03 0,76 9 Соотношение слоев ламината по массе соответственно ткань: мембрана   0,53:0,47 0,66:0,34 0,77:0,23 0,7:0,3 0,6:0,4 0,77:0,23 0,504:0,496

Таблица 3 Гигиенические показатели ламинатов №№ п/п Показатели Соотношение слоев ламината по массе текстильное полотно: ламинат 0,7:0,3 0,6:0,4 0,77:0,23 0,504:0,496 0,65:0,35 0,6:0,4 1 Гигроскопичность, % 5,0 (4,7)* 2,5 (2,0) 6,8 (5,2) 2,3 (1,37) 9,1 (7,8) 7,1 (5,8) 2 Влагоотдача, % 4,4 (3,7) 2,1 (1,55) 5,9 (4,1) 2,0 (0,99) 8,7 (7,1) 6,9 (5,2) 3 Паропроницаемость, г/м²·сутки 805 (1054) 740 (993,6) 737 (985) 700 (726) 730 (760) 750 (786) 4 Водоупорность, мм водн.ст. 800 1000 1000 1100 1200 1200 * В скобках указаны показатели тканей из описания патента РФ №2412625, стр.10.

Анализ представленных материалов свидетельствует о том, что предлагаемая структура комбинированного материала наиболее оптимальна в сравнении с известными техническими решениями и позволяет значительно повысить гигиенические свойства ламината, снизить анизотропию физико-механических свойств материала и его жесткость при одновременном увеличении его стойкости к атмосферным осадкам и водоупорности.

Изобретение относится к легкой промышленности и касается разработки комбинированного материала - ламината. Предложен комбинированный материал - ламинат, включающий текстильное полотно и полиэфируретановую мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией полиэфируретановой композиции. Мембрану формируют на изнаночной стороне текстильного полотна толщиной 0,03-0,04 мм из композиции состава (мас.ч.):

Раствор полиэфируретана   с содержанием сухого вещества 23-25% 100,0 Поверхностно-активное вещество 0,2-0,4 Ди-(2-этилгексил)-фталат 0,8-1,5 Микрокристаллическая целлюлоза 2,5-4,2 Пигментная паста 0,5-0,8 Диметилформамид (ДМФА) 6,5-7,5

с привесом по сухому веществу - 60-80 г/м², толщиной 0,03-0,04 мм, при соотношении слоев по массе 0,504-0,77: 0,23-0,496.

Конструкция ламината обладает высокими гигиеническими показателями и водоупорностью при одновременном снижении анизотропии материала в сравнении с известным. 3 табл.

Комбинированный материал - ламинат, включающий текстильное полотно и полиэфируретановую мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией полиэфируретановой композиции, отличающийся тем, что мембрану формируют на изнаночной стороне текстильного полотна толщиной 0,03-0,04 мм из композиции состава, мас.ч.:
Раствор полиэфируретана   с содержанием сухого вещества 23-25% 100,0 Поверхностно-активное вещество 0,2-0,4 Ди-(2-этилгексил)-фталат 0,8-1,5 Микрокристаллическая целлюлоза 2,5-4,2 Пигментная паста 0,5-0,8 Диметилформамид (ДМФА) 6,5-7,5