БАРЬЕРНАЯ ТКАНЬ Российский патент 2013 года по МПК B32B33/00 B82B1/00 

Область техники

Изобретение касается барьерной ткани, содержащей по меньшей мере один слой нановолокон, который служит в качестве барьера, защищающего от проникновения микроорганизмов, аллергенов и частиц пыли, а при необходимости и жидкостей.

Предшествующий уровень техники

Использование различных текстильных материалов в качестве барьеров от проникновения бактерий, частиц пыли и аллергенов, а возможно, и жидкостей, общеизвестно. Чаще всего это ткани или нетканый материал типа мельтблоун или спанбонд.

В патенте США 6277770 и европейском патенте ЕР 1190652 описывается использование ткани из микроволокна, которая благодаря своей плотности удерживает аллергены в постельном белье и не пропускает их в жилое помещение.

Патент США 5321861 описывает микропористый материал, предназначенный для производства постельных принадлежностей, который служит в качестве обивочной ткани. Нетканый материал для производства постельных принадлежностей и обивочной ткани для мебели описывается также в документе ЕР 0600459. Документ DE 4231010 описывает текстиль с содержанием акарицидов, предназначенный для уборки в домашнем хозяйстве.

Благодаря способности создавать барьер (защиту) эти материалы могут применяться в области здравоохранения, для домашнего пользования или в гостиничной отрасли. Существующие материалы, которые в настоящее время используются как барьерные ткани, имеют разную структуру (преимущественно тканые и нетканые материалы из микроволокна) и состав материала (хлопок, смеси хлопка в случае тканых материалов, а также полипропилен и полиэфир в случае нетканых материалов). Их недостаток заключается в том, что они не могут обеспечить максимальную защиту либо же они обеспечивают ее с большими материальными расходами или за счет физиологического комфорта пользователей. Примером этого могут служить ткани, используемые в качестве барьера от проникновения аллергенов из постельных принадлежностей. Тканые материалы улавливают примерно 95% аллергенов, однако их производство сложно с точки зрения материалов и технологии, что оказывает влияние на окончательную цену материала и продукции. Следующим примером служат барьерные материалы от проникновения жидкости. Единственной защитой постели, которая предотвратит проникновение жидкостей, является ее обивка из искусственной кожи или пластмассы. Такая обивка, тем не менее, является непроницаемой, т.е. не предоставляет пользователю достаточного физиологического комфорта в такой ситуации, когда, например, пациент вынужден весь день проводить в постели. Непроницаемость материала в комбинации с неправильным положением может привести к ссадинам и пролежням на теле пациента.

Использование слоя из нановолокон для барьерной ткани также описывается, например, в документе WO 2004026055, где такая ткань предназначается для производства операционных хирургических халатов и операционного покрытия. Он изготавливается из нетканого материала, а для улучшения барьерных свойств материала покрывается нановолокнами, причем слой нановолокон изготавливается из термопластичных полимеров. Использование термопластичного полимера выгодно для обеспечения адгезии слоя нановолокон к несущему материалу.

Сущность изобретения

Предметом настоящего изобретения является барьерная ткань со слоем нановолокон для механического улавливания органического вещества. Сущность изобретения заключается в том, что барьерная ткань является слоистой структурой (сэндвич-структурой), содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд, с поверхностной плотностью 15-50 г/м², на котором расположен по меньшей мере один слой из нановолокна, выбранного из группы, содержащей гидрофильный полимер, гидрофобный полимер, или, в случае структуры из двух слоев, содержащий комбинацию гидрофильного полимера в одном слое и гидрофобного полимера во втором слое, где на слой нановолокна нанесен слой защитного покрытия и где отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом, где слой нановолокна создает барьер от проникновения аллергенов, выделяемых пылевыми клещами, через материал чехла матраса, наволочки, постельного белья или бытового текстиля; он состоит из органического полимерного материала с поверхностной плотностью 0,05-0,3 г/м² и толщиной в диапазоне от 90 до 150 нм, причем слой покрытия выбран из группы, включающей в себя нетканый материал типа спанбонд, типа мельтблоун, ткань из хлопка и/или смеси хлопка и полиэфира. Предпочтительно масса единицы площади слоя нановолокна может составлять от 0,1 до 0,15 г/м², а ее толщина может быть порядка 100 нм.

В качестве несущего материала можно выгодно использовать нетканые материалы типа спанбонд, слой нановолокна может быть из гидрофильного полимера РА6 из группы полиамидов. Слой нановолокна может также включать в себя слой акарицидов.

Преимуществом по сравнению с существующим уровнем техники является, в частности, повышение эффективности механического улавливания органического вещества и, вместе с этим, меньшая стоимость барьерной ткани.

Причиной наличия двух слоев нановолокна в сэндвич-структуре барьерной ткани могут быть разные физические свойства используемых полимеров (гидрофобность или гидрофильность), а возможно, и достижение различной пористости слоев из одинаковых полимеров; биологически активная добавка имеется только с одной стороны слоя нановолокна.

В следующей модификации данного изобретения барьерная ткань со слоем нановолокна для механического улавливания органического вещества состоит из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд с поверхностной плотностью 15-50 г/м², на котором расположен прикрепленный к нему по меньшей мере один слой нановолокна, создающий барьер от проникновения микроорганизмов, в том числе бактерий и вирусов, через материал хирургических халатов, масок, покрытий или биологических фильтров, где этот слой нановолокна состоит из органического гидрофобного полимерного материала из полиуретана или фторполимера PVDF, при необходимости, их сополимеров с поверхностной плотностью 0,05-0,2 г/м² и толщиной в диапазоне от 100 до 250 нм. Предпочтительно поверхностная плотность слоя нановолокна может составлять от 0,1 до 0,15 г/м², а его толщина может быть порядка 170 нм. Слой нановолокна может также включать в себя добавку антимикробных веществ.

В еще одной модификации данного изобретения барьерная ткань со слоем нановолокна от проникновения физиологических жидкостей, например воды, крови или мочи, состоит из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд с поверхностной плотностью 15-50 г/м², на котором расположен прикрепленный к нему по меньшей мере один слой нановолокна из гидрофобного полимера из полиуретана или фторполимера PVDF, при необходимости, их сополимеров с поверхностной плотностью 2-10 г/м² и толщиной в диапазоне от 100 до 250 нм. Толщина слоя нановолокна предпочтительно составляет порядка 150 нм.

Выгода использования слоя или слоев нановолокна в соответствии с настоящим изобретением заключается, в частности, в более низкой требовательности к материалу; барьер образован слоем или слоями нановолокна с очень низкой общей поверхностной плотностью. При этом такой слой обеспечивает возможность удерживания микроорганизмов и аллергенов до 99,9 % и жидкостей.

Примеры осуществления изобретения

Барьерная ткань в соответствии с настоящим изобретением основана на использовании слоя нановолокна. Этой слой благодаря своей структуре обеспечивает достаточные барьерные свойства, основанные на механическом удерживании микроорганизмов (бактерий и вирусов), а также аллергенов, выделяемых пылевыми клещами (их экскрементами), равно как и молекул физиологических жидкостей (вода, моча, кровь), даже в очень тонких слоях. Способность такого механического улавливания зависит от размера пор в слое нановолокна и от смачиваемости поверхности слоя нановолокна. Размер пор зависит от диаметра нановолокна в слое и от толщины слоя. Смачиваемость поверхности связана с выбором материала (полимера), а также с поверхностным натяжением слоя полимерного нановолокна.

Для того чтобы была обеспечена механическая связность материала слоя нановолокна, последующая пригодность барьерных тканей к переработке в конечный продукт, а также не в последнюю очередь срок службы продукции, которая будет изготавливаться из них, барьерная ткань в соответствии с настоящим изобретением имеет структуру трехслойного сэндвича, в котором оба внешних слоя (носитель слоя нановолокна и слой покрытия) изготовлены из классических текстильных материалов (ткань, нетканый материал типа спанбонд, нетканый материал типа мельтблоун, комбинации нетканых материалов типа спанбонд/мельтблоун), а внутренний слой или оба внутренних слоя изготовлены из нановолоконного материала.

Выгода использования слоя или слоев нановолокна в соответствии с настоящим изобретением заключается в более низкой требовательности материала; барьер образуют слой или слои нановолокна с очень низкой общей поверхностной плотностью 0,05-3,0 г/м². При этом такой слой обеспечивает возможность удерживания микроорганизмов и аллергенов до 99,9 % и обеспечивает стойкость к пропусканию жидкостей.

Материал, используемый для внешнего слоя, подбирается для конкретных видов применения с учетом необходимых полезных свойств изначальной сэндвич-структуры, а также с учетом общих расходов на приобретение получаемого в результате материала. С точки зрения расходов самым экономичным вариантом состава сэндвич-структуры является комбинация нетканого материала типа спанбонд (носитель слоя нановолокна) - слой нановолокна - нетканый материал типа спанбонд (слой покрытия), который может быть использован для операционной одежды и операционных покрытий в медицине, а также для чехлов на матрацы, стойких к проникновению воды и позволяющих улавливать аллергены, причем можно с выгодой обеспечить в одном изделии оба этих свойства. Для чехлов на матрасы и для постельных принадлежностей можно использовать и такой сэндвич, в составе которого на одной из внешних сторон будет ткань (внешний слой покрытия чехла), а с другой внутренней стороны - нетканый материал типа спанбонд (внутренняя сторона чехла, образующая основу для слоя нановолокна). Используя такую комбинацию, можно обеспечить такие же барьерные свойства (улавливание аллергенов, стойкость к проникновению жидкостей), но получающаяся в результате продукция будет иметь органолептические параметры классического материала, используемого для бытовых нужд, но не характеристики технического материала, которым является сам по себе спанбонд или мельтблоун.

Ткани с учетом цели их использования могут производиться посредством классических ткацких технологий или из смеси хлопок - полиэфир, возможно из полиакрилонитрила и его смесей и т.п. Структура ткани может быть в зависимости от типа полотняной, атласной или жаккардовой, а поверхностная плотность ткани, получающейся в результате, может быть в пределах от 30 до 200 г/м². Допускается и более высокая поверхностная плотность ткани, но это случаи излишних размеров материала, что является неэкономичным.

Сущность производства нетканого материала по технологии (Фиг.1) заключается в прямом формировании полимерных гранулятов в бесконечные волокна (филаменты), из которых впоследствии образуется сплошной нетканый материал. Таким образом для прочих текстильных форм отпадает необходимость характерного первичного производства волокон и его преобразования в плоскую форму уже на следующем этапе. Для производства нетканого материала этого типа используется полипропилен - моноволокна, или комбинация полипропилена и полиэтилена - бикомпонентные волокна. Поверхностная плотность нетканых материалов находится в диапазоне 10-100 г/м².

Нетканый материал, изготовляемый посредством технологии мельтблоун (Фиг.2), выпускается из расплавленного полимера посредством продавливания через форсунки, при котором под воздействием потока воздуха из расплавленного полимера образуется очень тонкое волокно. Для производства нетканого материала этого типа используется полипропилен или полиэфир.

Барьерная ткань с содержанием нановолокна в соответствии с настоящим изобретением, которая предназначена для здравоохранения, создает барьер от проникновения микроорганизмов из внешней среды в рану при проведении хирургических операций в медицинских учреждениях. Такая ткань обладает способностью улавливать до 99,9 % микроорганизмов из атмосферы, сохраняя хорошую проницаемость материала и его низкий расход. Такая ткань используется для пошива одежды операционного персонала, а также для операционного покрытия. Кроме того, этот материал может использоваться для полевых госпиталей в качестве текстиля, отделяющего операционные помещения от окружающей среды. Заражение операционной раны бактериями из внешней среды (или нозокомиальная инфекция) - это частое послеоперационное осложнение при реконвалесценции пациентов после хирургической операции.

Барьерная ткань с содержанием нановолокна в соответствии с настоящим изобретением, предназначенная в качестве барьера против аллергенов, выделяемых пылевыми клещами, может использоваться для домашних целей или в гостиничной отрасли. Она может использоваться для производства защитных покрытий матрацев, подушек, одеял, набивки кресел и стульев, в которых обычно встречаются аллергены, выделяемые пылевыми клещами, от которых практически невозможно избавиться. Защитное покрытие с содержанием слоя нановолокна «запечатывает» материал с содержанием аллергенов и не выпускает их наружу. Одновременно оно делает невозможным проникновение питательных веществ для клещей (чешуйки кожи, органические частицы) и влаги в матрацы, одеяла, набивку.

Потеряв благоприятную среду и условия для выживания, клещи не размножаются и умирают.

Кроме того, барьерная ткань с содержанием нановолокна в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в качестве барьера от проникновения жидкостей, например, в качестве защитного покрытия матрацев против прохождения жидкостей (физиологических жидкостей - кровь, моча, вода) в больницах, а также при домашнем уходе за больными и детьми, равно как и против проникновения жидкостей (вода, кофе, напитки) в гостиницах. Если матрац или одеяло закрыты в защитном покрытии из барьерной ткани, то жидкости не будут впитываться в изделие и оно не будет повреждаться, а жидкости стекут по защитному покрытию.

Сущность изобретения заключается в использовании очень тонкого слоя нановолокна (0,03-1,0 г/м²) в качестве барьерного слоя для улавливания бактерий, вирусов и аллергенов, которые выделяются пылевыми клещами. Улавливание микроорганизмов и аллергенов осуществляется по принципу механической фильтрации, при необходимости, воздействие может усиливаться добавкой биоактивного вещества в структуру нановолокна. Это вещество будет активно умерщвлять уловленные микроорганизмы (материал будет отличаться бактерицидным воздействием) или пылевых клещей, выделяющих аллергены.

С учетом очень малой толщины слоя нановолокна (0,1-100 мкм) и поверхностной плотности ткани (0,1-5 г/м²), а также следующих из этих обстоятельств недостаточных механических свойств этого слоя, слой нановолокна должен быть расположен на несущем слое и предпочтительно дополнен слоем покрытия. Барьерная ткань с содержанием нановолокна имеет структуру сэндвича.

Размер пор слоя нановолокна в сэндвиче, в котором средняя толщина нановолокна составляет около 100-150 нм, равен от 0,1 до 5 мкм в одном слое, но предпочтительно не превышает 1 мкм.

Размер бактерий колеблется в диапазоне микрометров 2-5 мкм (E.coli - 5 мкм). Размер вирусов колеблется в диапазоне 50-800 нм (РНК-вирус гриппа Orthomixoviridae - 80 нм). Размер аллергенов, которые выделяют пылевые клещи, колеблется в диапазоне 10-40 мкм.

Следовательно, для улавливания бактерий будет достаточен барьерный материал с содержанием слоя нановолокна (предпочтительно изготовленный из гидрофобного полимера) с диаметром волокна между 150-500 нм, пористостью около 200 нм - 5 мкм и поверхностной плотностью ткани около 0,05-0,2 г/м². Если волокно в слое будет иметь диаметр менее 100 нм, то поверхностная плотность ткани, обеспечивающая необходимое улавливание, может быть меньше и может составлять 0,03-0,1 г/м². Из такого барьерного материала можно производить операционную одежду, маски, халаты, операционное покрытие для использования в чистых помещениях.

Для улавливания вирусов будет достаточно использовать барьерный материал с содержанием слоя нановолокна (изготовленный с выгодой из гидрофобного полимера) с диаметром волокна между 50-150 нм, пористостью около 50 нм - 1 мкм и поверхностной плотностью ткани около 0,05-0,2 г/м². Из такого барьерного материала можно производить маски для защиты органов дыхания, а также операционную одежду, маски, халаты, операционное покрытие для использования в чистых помещениях.

Для улавливания аллергенов будет достаточен барьерный материал с содержанием слоя нановолокна (предпочтительно изготовленный из гидрофильного полимера РА6 из группы полиамидов) с диаметрами волокон между 100-500 нм и пористостью около 200 нм - 5 мкм, а также поверхностной плотностью ткани около 0,03-0,1 г/м². Если волокно в слое будет иметь диаметр менее 100 нм, то поверхностная плотность ткани, обеспечивающая необходимое улавливание, может быть меньше и может составлять 0,03-0,1 г/м². Из такого материала можно выпускать чехлы для матрацев, одеял и подушек, чехлы для набивки стульев, кресел и т.д.

Для производства барьерного материала с содержанием нановолокна предпочтительно можно использовать гидрофобный полимер из полиуретана или фторполимера PVDF, при необходимости, их сополимеры, где слой нановолокна с диаметром волокон 150-500 нм и поверхностной плотностью между 2-10 г/м² создает достаточный барьер от проникновения воды.

Механическое улавливание микроорганизмов и аллергенов может быть усилено использованием биологически активной добавки в структуре нановолокна, которая будет активно умервщлять уловленные микроорганизмы. В случае вирусов и бактерий в составе нановолоконного материала может быть антимикробное вещество (серебро, хлоргексидин, четвертичные соли и т.п.). В случае барьерных материалов, улавливающих аллергены, в составе слоя нановолокна может быть акарицид, который будет при контакте с пылевыми клещами, выделяющих аллергены, их уничтожать (бензил бензоат, сульфид). Для достижения биологического эффекта рекомендуется добавлять антимикробное вещество в единицах 100 млн^-1 (ррm) в количестве до 5% вещества на сухой остаток полимера в раствор для формирования волокон.

Слои нановолокна готовят из растворов органических полимеров (РА6, PAN, PUR, PVDF и т.д.) методом безигольчатого электроспиннинга.

Для производства барьерной ткани, предназначенной в качестве материала для пошива хирургических халатов и масок, рекомендуется использовать гидрофобные полимеры (например, PVDF, PUR и т.д.). Гидрофобный полимер также пригоден для использования для материалов, предназначенных в качестве барьера от проникновения жидкости. Можно достигнуть стойкости к прониканию воды 3000 мм водяного столба и более. У материалов, предназначенных в качестве барьеров для прохождения аллергенов из постельного белья и матрацев можно использовать нановолокно из полимеров РА6, PAN, PET и т.д.

С учетом очень малой толщины слоя нановолокна (0,1-10 мкм), а также следующих из этих обстоятельств недостаточных механических свойств этого слоя, слой нановолокна должен быть расположен на несущем слое (субстрате) и предпоятительно защищен еще и слоем покрытия. Необходимость несущего слоя требуется и в соответствии с самим принципом производства, при котором слой нановолокна из раствора полимера формируется на несущем слое (субстрате). Слой покрытия закрывает слой нановолокна для обеспечения сохранения их однородности, то есть и барьерных свойств слоя нановолокна в ходе дальнейшей обработки до получения окончательной продукции (раскрой, шитье, сварка), а также в ходе самого использования.

Получающаяся в результате этого продукция имеет форму сэндвича, содержащего субстрат / слой нановолокна / слой покрытия или субстрат / слой нановолокна / слой нановолокна / слой покрытия. Причиной производства двух слоев нановолокна могут быть разные физические свойства используемых полимеров (гидрофобность или гидрофильность), а возможно, и достижение различной пористости слоев из одинаковых полимеров; биологически активная добавка имеется только с одной стороны слоя нановолокна.

В случае необходимости обеспечения очень хорошей адгезии слоя нановолокна к субстрату при его производстве можно использовать раствор адгезива, который однородно наносится на субстрат, на котором располагается нановолокно. Связность защитного слоя со слоем нановолокна и субстратом обеспечивается принципом ламинирования. Для ламинирования можно использовать адгезивы (порошки и пасты) или же ламинирование может происходить только по принципу воздействия тепла и давления.

Субстрат (несущий материал), смотанный в рулон, проходит через камеру, в которой происходит производство нановолокна методом электростатического формования. Материал покрытия, отматываемый с рулона, после этого посыпается определенным количеством адгезива. Соединение субстрата со сформированными на нем волокнами и слоя покрытия происходит в ламинирующей машине под воздействием температуры и, при необходимости, давления. Получающийся в результате этого сэндвич сматывается в рулон. Процесс производства сэндвича может быть непрерывным (процесс, описанный выше) или прерываемым. В случае прерываемого процесса на субстрате сначала формируются волокна, после чего он сматывается в рулон. Из этого рулона субстрат впоследствии разматывается и соединяется со слоем покрытия при помощи процесса ламинирования.

Несущий материал (субстрат) представляет собой материал, на который наносится барьерный слой нановолокна. В качестве субстрата можно использовать материалы различного типа. Выбор подходящего материала связан с ожидаемыми полезными свойствами продукции и закупочной ценой материала. Для продукции одноразового использования (хирургические халаты, маски, защитные покрытия матрацев против жидкостей) по техническим и экономическим причинам следует использовать нетканый материал типа спанбонд, спанбонд/мельтблоун, бикомпонентный спанбонд. Такой материал обладает необходимыми механическими свойствами (прочностью), воздухопроницаемостью, размерной стабильностью при растяжении, так как во время обработки и использования продукции не должно происходить повреждения слоя нановолокна, то есть потери барьерных свойств материала. Неоспоримой выгодой использования нетканого материала является низкая стоимость его производства. Текстиль спанбонд выпускается с поверхностной плотностью 10-100 г/м². В качестве подходящих субстратов представляются материалы с поверхностной плотностью 18-35 г/м², для слоя покрытия достаточными являются материалы с поверхностной плотностью 10-20 г/м².

В качестве субстрата и слоя покрытия может также использоваться ткань с достаточной размерной стабильностью (поверхностная плотность ткани 35-150 г/м²), тем не менее стоимость ее производства в несколько раз выше. По сравнению с нетканым текстилем ткань более приятна на ощупь и это такой материал, который традиционно используется в области бытового текстиля.

Как уже было сказано, слой нановолокна формируется из раствора или расплава полимера (PA, PUR, PAN, PET, PP и т.д.) при помощи процесса электростатического формирования на основе безигольчатой технологии, а в процессе производства располагается на несущем материале (субстрате). Выбор полимера, пригодного для производства слоя нановолокна для барьерной ткани, зависит от возможности обеспечения необходимой пористости слоя с учетом размера улавливаемых микроорганизмов и аллергенов. Толщина слоя (поверхностная плотность) зависит от требований к барьерным свойствам материала. Этот слой может содержать биологические активные добавки - антимикробные вещества в случае использования барьерной ткани для производства медицинских халатов, масок, операционного покрытия или акарициды в случае производства барьерной ткани, предотвращающей проникновение аллергенов.

В качестве слоя покрытия могут быть также использованы различные типы нетканого материала, а при необходимости и ткани. Выбор материала связан с необходимостью обеспечения необходимых параметров конечной продукции, а также с учетом достижения конкурентоспособной цены продукции на рынке,

а) Применение барьерной ткани для изготовления изделий, таких как операционная одежда, для использования в чистых помещениях, используемых в качестве медицинских средств (операционная маска, халат) в качестве барьера (защиты) от проникновения микроорганизмов (бактерий, вирусов)

Пример 1

Сэндвич-структура из нетканого материала типа спанбонд - слой нановолокна -нетканый материал типа спанбонд. Поверхностная плотность спанбонд (субстрат и слой покрытия) 10-50 г/м², слой нановолокна из гидрофобного полимера (PVDF, PUR, РР и т.д.) поверхностная плотность слоя нановолокна 0,05-0,2 г/м², диаметры волокон 150-170 нм, адгезия между отдельными слоями обеспечивается при помощи адгезива или ламинирования, при необходимости, посредством комбинирования обоих методов. Оптимальная комбинация с точки зрения полезных свойств и стоимость производства: субстрат спанбонд 20 г/м², слой нановолокна PVDF 0,1 г/м² толщиной 170 нм, слой покрытия спанбонд 15 г/м².

В качестве субстрата, а также в качестве слоя покрытия может использоваться другой нетканый материал, например, мельтблоун или спанбонд/мельтблоун. Слой нановолокна может содержать антимикробные вещества (серебро в нанокристаллической или микрокристаллической форме, хлоргексидин, четвертичные соли и т.д.)

Пример 2

Сэндвич-структура нетканый материал типа спанбонд - первый слой из нановолокна - второй слой из нановолокна - нетканый материал типа спанбонд. Поверхностная плотность спанбонд (субстрат и слой покрытия) 10-50 г/м², первый слой нановолокна из гидрофобного полимера (PVDF, PUR и т.д.), поверхностная плотность ткани 0,02-0,1 г/м² и диаметра волокон 150-170 нм, второй слой нановолокна из гидрофильного полимера (PA, PVA, и т.д.), поверхностная плотность 0,02-0,1 г/м² с диаметром волокна 50-250 нм. Адгезия между отдельными слоями обеспечивается посредством нанесения адгезива на субстрат перед формированием волокна на нем или посредством ламинирования сэндвича, а также может происходить при помощи комбинации обоих методов. Оптимальная комбинация с точки зрения полезных свойств и стоимости производства: субстрат спанбонд 20 г/м², первый слой нановолокна PVDF 0,1 г/м², второй слой нановолокна РА6 0,05 г/м², слой покрытия спанбонд SB 15 г/м².

Первый и второй слой нановолокна отличаются друг от друга использованным полимером (например, гидрофобный PVDF или PUR и гидрофильный РА6), а возможно, и пористостью в случае использования одного и того же полимера, например РА6 с диаметром волокон 100 нм (пористость 0,1-2 мкм) и РА6 с диаметром волокон 200 нм (пористость 0,5-5 мкм).

В качестве альтернативы первый или второй слой нановолокна может содержать антимикробные вещества (серебро в нанокристаплической или микрокристаллической форме, хлоргексидин, четвертичные соли и т.д.).

b) Применение барьерной ткани для изготовления чехлов и других покрытий для постельных принадлежностей, матрацы, для обивки мебели, для бытового текстиля - барьеры против проникновения аллергенов и пылевых клещей

Пример 3

Сэндвич-структура из нетканого материала типа спанбонд - слой нановолокна - нетканый материал типа спанбонд. Поверхностная плотность спанбонд (субстрат и слой покрытия) 15-50 г/м², слой нановолокна из гидрофильного или гидрофобного полимера (PA, PAN, PVDF, PET, РР и т.д.), поверхностная плотность 0,05-0,3 г/м², диаметры волокна 100-500 нм, оптимально 100 нм. Адгезия между отдельными слоями обеспечивается посредством нанесения адгезива на субстрат перед формированием волокна на нем или посредством ламинирования сэндвича, а также может происходить при помощи комбинации обоих методов. Оптимальная комбинация с точки зрения полезных свойств и стоимости производства: субстрат спанбонд 20 г/м², слой нановолокна РА6 0,1 г/м², слой покрытия или слои спанбонда 20 г/м².

Слой нановолокна может содержать акарициды (бензил бензоат, сульфид).

Субстрат, или защитный слой, или оба слоя изготовлены из ткани с поверхностной плотностью 50 - 150 г/м², адгезия между отдельными слоями обеспечивается посредством нанесения адгезива на субстрат перед формированием волокон на нем или посредством ламинирования сэндвича, а также может происходить при помощи комбинации обоих методов. Оптимальная комбинация с точки зрения полезных свойств и стоимости производства: субстрат спанбонд 20 г/м², слой нановолокна РА6 0,1 г/м², слой покрытия из тонкой ткани в полотняном переплетении (примерно 45 нитей основы и 30 нитей утка на см², тонкость пряжи 10-15 Текс).

с) Применение барьерной ткани в изделиях защитного покрытия матрацев от жидкостей (защита от проникновения физиологических жидкостей (кровь, моча), напитков (кофе, чай, подслащенные или ионные напитки), вода).

Пример 4

Сэндвич-структура из нетканого материала типа спанбонд - слой нановолокна -нетканый материал типа спанбонд. Поверхностная плотность спанбонд (субстрат и слой покрытия) 15-50 г/м², слой нановолокна из гидрофобного полимера (PVDF, PUR, РР и т.д.), поверхностная плотность 1-10 г/м², диаметры волокон 100-500 нм, адгезия между отдельными слоями обеспечивается при помощи нанесения адгезива на субстрат перед формированием на нем волокна или ламинирования сэндвича, при необходимости, посредством комбинирования обоих методов. Оптимальная комбинация с точки зрения полезных свойств и стоимости производства: субстрат спанбонд 20 г/м², слой нановолокна PVDF 4 г/м² толщиной 150 нм, слой покрытия спанбонд 20 г/м².

В качестве альтернативы субстрат, или защитный слой, или оба слоя изготовлены из ткани поверхностной плотности 50-250 г/м², адгезия между отдельными слоями обеспечивается посредством адгезива, или ламинирования, или же при помощи комбинации обоих методов. Оптимальная комбинация с точки зрения полезных свойств и стоимости производства: субстрат спанбонд 20 г/м², слой нановолокна PVDF 4 г/м², слой покрытия из тонкой ткани в полотняном переплетении (примерно 45 нитей основы и 30 нитей утка на см², тонкость пряжи 10-15 Текс).

Возможности применения изобретения в промышленности

Изобретение может быть применено в барьерных изделиях против проникновения микроорганизмов (бактерий, вирусов) в операционной одежде, предназначенной для использования в чистых помещениях в качестве медицинских средств (операционная маска, халат, операционное покрытие). Барьерная ткань может использоваться как для производства всего изделия, так и только его части (передняя часть операционного халата, элемент жесткости в области операционной раны и т.п.). В дополнение к этому такая ткань может использоваться в изделиях, выполняющих роль барьера против проникновения аллергенов и пылевых клещей, а также в качестве пододеяльников и наволочек на постельных принадлежностях (подушка, одеяло), равно как и в качестве чехлов для матрацев (матрац покрывается чехлом частично или полностью). Это могут быть также составные части мягкой обивки мебели и верхней обивки стульев, кресел, матрацев и т.п. Они могут использоваться и в качестве отдельного слоя под верхним слоем мебельной обивки или чехлов, а также могут быть составными частями другого бытового текстиля типа штор и занавесок. У барьерной ткани, которая предназначена в качестве барьера против проникновения аллергенов и пылевых клещей, можно с выгодой использовать ее барьерные свойства против проникновения жидкостей в том случае, если слой нановолокна был изготовлен из гидрофобного полимера. Такой текстиль можно использовать для чехлов матрацев, а также в качестве составной части обивки мебели и чехлов.

Барьерная ткань, которая предназначена в качестве барьера от проникновения жидкостей, может использоваться для чехлов матрацев, постелей, кресел и стульев (текстильная часть которых может быть покрыта чехлом частично или полностью).

Изобретение относится к области гигиены и санитарии и касается барьерной ткани. Ткань со слоем нановолокна для механического улавливания органического вещества состоит из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала, на котором располагается по меньшей мере один слой нановолокна, где слой нановолокна имеет защитный слой покрытия, в котором отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом. Слой из нановолокна создает барьер от проникновения аллергенов и состоит из органического полимерного материала. Слой покрытия выбран из группы, включающей в себя нетканый материал типа спанбонд, типа мельтблоун, ткань из хлопка и/или из смеси хлопка с полиэфиром. В одном варианте изобретения на несущем материале расположен по меньшей мере один слой нановолокна, создающий барьер для проникновения микроорганизмов, где этот слой состоит из органического гидрофобного полимерного материала из полиуретана или фторполимера PVDF, или их сополимеров, причем отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом. В другом варианте барьерная ткань от проникновения жидкостей состоит из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд, на котором расположен прикрепленный к нему по меньшей мере один слой нановолокна из гидрофобного полимера из полиуретана или фторполимера PVDF, или их сополимеров, причем отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом. Изобретение обеспечивает повышение эффективности механического улавливания органического вещества и физиологических жидкостей. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

1. Барьерная ткань со слоем нановолокна для механического удерживания органического вещества, состоящая из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд с поверхностной плотностью 15-50 г/м², на котором расположен по меньшей мере один слой из нановолокна, выбранного из группы, содержащей гидрофильный полимер, гидрофобный полимер, или, в случае структуры из двух слоев, содержащий комбинацию гидрофильного полимера в одном слое и гидрофобного полимера во втором слое, где на слой нановолокна нанесен слой защитного покрытия и где отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом, где слой нановолокна, являющийся барьером от проникновения аллергенов, выделяемых пылевыми клещами через материал чехла матраца, наволочки, постельного белья или бытового текстиля, состоит из органического полимерного материала с поверхностной плотностью 0,05-0,3 г/м² и толщиной в диапазоне от 90 до 150 нм, а слой покрытия выбран из группы, включающей в себя нетканый материал типа спанбонд, типа мельтблоун, ткань из хлопка и/или из смеси хлопка и полиэфира.

2. Барьерная ткань по п.1, отличающаяся тем, что слой нановолокна изготовлен из гидрофильного полимера РА6 из группы полиамидов.

3. Барьерная ткань по п.1 или 2, отличающаяся тем, что поверхностная плотность слоя нановолокна находится в диапазоне от 0,1 до 0,15 г/м², а его толщина - примерно 100 нм.

4. Барьерная ткань по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слой нановолокна включает в себя добавку акарицидов.

5. Барьерная ткань со слоем нановолокна для механического улавливания органического вещества, состоящая из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд с поверхностной плотностью 15-50 г/м², на котором расположен по меньшей мере один слой нановолокна, создающий барьер от проникновения микроорганизмов, включая бактерии и вирусы, через материал хирургических халатов, масок, покрытий или биологических фильтров, где этот слой нановолокна состоит из органического гидрофобного полимерного материала из полиуретана или фторполимера PVDF, или их сополимеров с поверхностной плотностью 0,05-0,2 г/м² и толщиной в диапазоне от 100 до 250 нм, причем отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом.

6. Барьерная ткань по п.5, отличающаяся тем, что поверхностная плотность слоя нановолокна находится в диапазоне от 0,1 до 0,15 г/м², а его толщина - 150-170 нм.

7. Барьерная ткань по п.5 или 6, отличающаяся тем, что слой нановолокна включает в себя добавку антимикробного вещества.

8. Барьерная ткань со слоем нановолокна для улавливания жидкостей, в частности физиологических жидкостей, состоящая из сэндвич-структуры, содержащей несущий материал из нетканого материала типа спанбонд с поверхностной плотностью 15-50 г/м², на котором расположен прикрепленный к нему по меньшей мере один слой нановолокна из гидрофобного полимера из полиуретана или фторполимера PVDF, или их сополимеров с поверхностной плотностью 2-10 г/м² и толщиной в диапазоне от 100 до 250 нм, причем отдельные слои сэндвич-структуры соединены друг с другом.

9. Барьерная ткань по п.8, отличающаяся тем, что толщина слоя нановолокна составляет 170 нм.