КОМПОЗИЦИОННЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК D04H1/00 

Изобретение относится к текстильной и легкой промышленности и предназначено для формирования внутренних слоев швейных изделий, предназначенных для обеспечения высокой теплоизоляции. Изделие может быть использовано в текстильной промышленности для создания нового ассортимента нетканых материалов для одежды с повышенной устойчивостью к суровому холоду, а также непосредственно в легкой промышленности при разработке и производстве объемных утепленных швейных изделий.

Известен способ получения объемного нетканого утеплителя для одежды, включающий формирование волокнистого холста из полиэфирного волокна линейной плотности 0,6-0,8 текс и скрепление его слоев жидким связующим в количестве 12-15 мас. % сухого связующего на 85-88 мас. % волокнистого холста с последующей сушкой при температуре 100-120°С, отличающийся тем, что в качестве жидкого связующего используют эмульсию сополимера акрилового АК - 218-44 состава, мас. %: (RU 2004 112 255, D04H 1/22(2000.01), D04H 13/00(2000.01), опубл. 10.10.2005 г., [1]). Однако в предложенном решении используется только один компонент формирования нетканого полотна, не обладающий высокими показателями аэродинамических и упругих свойств, что не обеспечивает высокий уровень термоупругости и того материала для применения в суровых условиях холода.

Существует объемный теплозвукоизоляционный утеплитель, выполненный из волокнистой смеси, содержащей натуральные растительные волокна и полиэфирные волокна, отличающийся тем, что в качестве полиэфирных волокон используется легкоплавкое бикомпонентное полиэфирное волокно, а объемный экологичный теплозвукоизоляционный утеплитель содержит 70-90% натуральных растительных волокон и 10-30% легкоплавкого бикомпонентного полиэфирного волокна, скрепленных подплавленным легкоплавким бикомпонентным полиэфирным волокном, расположенным в местах контакта легкоплавких бикомпонентных полиэфирных волокон между собой и с остальными волокнами волокнистой смеси RU (11) 109 767(13) U1, E04B 1/88 (2006.01), опубл.: 27.10.2011 г., [2]). При этом данная разработка подразумевает применения волокнистых компонент композиции в виде натуральных растительных волокон льна, джута, конопли, которые не обладают высокими показателями упругости, что приводит к низкому тепловому сопротивлению холста, высокой плотности и массе полотна. В результате предложенный вариант холста по своему составу и доле связующего вещества приводит к высокой массе полотна, что снижает эргономические характеристики одежды в целом.

Задачей настоящего технического решения является получение объемного теплого легкого по массе материала, содержащего компоненты натурального происхождения для обеспечения высоких экологических стандартов, и обладающий высокими показателями теплозащитных свойств для счет высоких аэродинамических и упругих свойств входящих в него компонентов. Материал должен быть технологичен для применения в швейной промышленности при производстве одежды.

Решение указанной задачи достигается тем, что создан объемный нетканый утеплитель для одежды, выполненный из волокнистой смеси, содержащей натуральные и полиэфирные волокна, отличающийся тем, что композиция натурального экологически чистого продукта содержит - натурального гусиного пуха в долевом составе 80%, гусиного пера - до 10%, полиэфирного полого волокна в долевом составе 10%, скрепленные коллоидным связующим в количестве не более 7% от суммарной массы композиции волокон с общим показателем наполняемости 728,7-767,0 Fill Power, обеспечивая тем самым повышение влагоустойчивости комплексного материала за счет наличия полиэфирных волокон с его составе при общем уровне упругости, эквивалентном в допустимых пределах варьирования упругости полностью натурального утеплителя на основе пуха и пера.

При этом для установления эффективной пропорции долей компонентов композиции были проведены экспериментальные исследования.

На основе методики проведения эксперимента по определению параметра F.P. и согласно теории полного факторного планирования были проведены экспериментальные исследования. Доля пера в составе перо-пуховой смеси изменялась с шагом 5% (от 0% до 50%). Во втором опыте в состав смеси утеплителя добавлялся синтетический компонент холлофайбер в количестве 10% от общей массы. Эксперимент проводился в условиях комнатной температуры 23°С при относительной влажности воздуха 46%. Влажность исследуемых фракций составляла 18,3%. Обработка результатов исследования представлена на Фиг. 1.

Согласно Фиг. 1 введение перьевой добавки снижает упругие характеристики образующейся перо-пуховой смеси. Экспериментальные данные аппроксимированы экспоненциальной кривой, которая дает величину достоверности аппроксимации: от 0,86 до 0,92 и максимальную относительную погрешность для параметра F.P. - 4,5%. В случае отсутствия пера в составе смеси из графиков получаем значения F.P.: 798,4 - полиэфирное пологое волокно отсутствует, и 762,7 - в смеси 10% полиэфирного полого волокна. Таким образом, при увеличении доли синтетической добавки, величина параметра F.P. незначительно, но уменьшается.

Из опыта производства перо-пуховых изделий известно, что наилучшим качеством по совокупности характеристик обладает смесь натуральных компонент: пух и перо в соотношении: 90 и 10%, соответственно. Параметр F.P. данной смеси, определенный в ходе эксперимента, равен 767,0 и принят в качестве критерия оптимизации (точка на рисунке отмечена крестиком, Фиг. 1).

Аналогом эталонной натуральной смеси, по показателю F.P., в первом приближении, можно считать комплексную смесь, содержащую 10% полиэфирного полого волокна и 90% натурального пуха (на рисунке точка отмечена крестиком в окружности).

Вычислена величина пятипроцентного отклонения от выбранного критерия оптимизации параметра F.P. - Δ, которая оказалась равной 38,3 см³. Упругие свойства теплозащитной смеси, имеющей параметр F.P., значение которого попадает в рамки 5%-го отклонения от полученного критерия (то есть величина F.P. не менее 728,7), можно считать максимально близкими по свойствам указанному выше составу эталонной смеси. В рамки 5% отклонения по величине F.P. попадает смесь, в состав которой включены пух, перо и полиэфирное пологое волокно, в соотношении: 80, 10 и 10%, соответственно (на рисунке - крестик в окружности, Фиг. 1).

Техническим результатом изобретения является возможность получения легкого упругого нетканого материала для утепления одежды, обладающего низкой массой, высокой упругостью за счет входящих натуральных компонент смеси из натурального гусиного пуха и пера в установленных составе и послойной структуре и большей влагоустойчивостью по отношению к полностью натуральным перо-пуховым утеплителям за счет дополнительной компоненты несвязного утеплителя полиэфирного полого волокна, сосредоточенного во внешней части объема утеплителя с дополнительным послойным фиксированием коллоидным веществом.

Источники информации

1. Заявка на изобретение (RU (11) 2004 112 255(13) A, D04H 1/22, 13/00).

2. Патент на полезную модель RU (11) 109 767(13) U1, E04B 1/88 (2006.01).

Объемный нетканый утеплитель для одежды, выполненный из волокнистой смеси, содержащей натуральные и полиэфирные волокна, отличающийся тем, что композиция натурального экологически чистого продукта содержит - натурального гусиного пуха в долевом составе 80%, гусиного пера - до 10%, полиэфирного полого волокна в долевом составе 10%, скрепленные коллоидным связующим в количестве не более 7% от суммарной массы композиции волокон с общим показателем наполняемости 728,7-767,0 Fill Power, обеспечивая тем самым повышение влагоустойчивости комплексного материала за счет наличия полиэфирных волокон в его составе при общем уровне упругости, эквивалентном в допустимых пределах варьирования упругости полностью натурального утеплителя на основе пуха и пера. 1 ил.

Объемный нетканый утеплитель для одежды, выполненный из волокнистой смеси, содержащей натуральные и полиэфирные волокна, отличающийся тем, что композиция натурального экологически чистого продукта содержит - натурального гусиного пуха в долевом составе 80%, гусиного пера - до 10%, полиэфирного полого волокна в долевом составе 10%, скрепленные коллоидным связующим в количестве не более 7% от суммарной массы композиции волокон с общим показателем наполняемости 728,7-767,0 Fill Power, обеспечивая тем самым повышение влагоустойчивости комплексного материала за счет наличия полиэфирных волокон с его составе при общем уровне упругости, эквивалентном в допустимых пределах варьирования упругости полностью натурального утеплителя на основе пуха и пера.