МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ ТЕРМОПАКЕТ С ТЕРМОЛАМИНАЦИЕЙ ВНУТРЕННЕГО СЛОЯ Российский патент 2019 года по МПК A41D31/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для изготовления верхней одежды для взрослых и детей, а также других изделий.

Уровень техники

Из уровня техники известны различные решения в данной области, в частности, известны следующие решения.

Известна верхняя теплосберегающая одежда, для изготовления которой использован многослойный пакет материалов, включающий материал верха, материал подкладки, слой материала-утеплителя. Слой материала-утеплителя размещен между материалом верха и подкладкой. Слой материала-утеплителя имеет характерную поверхность. Один участок с повышенной теплоизоляционной способностью, включающий слой материала-утеплителя, имеющего характерную поверхность, снабжен выполненной на подкладке вставкой из прозрачного материала (Патент РФ №142643, МПК A41D 13/00, опубл. 27.06.2014).

В известном решении используется малоэластичный материал утеплителя, что придает объем изделию, «раздутость», изделие характеризуются высокой воздухопроницаемостью.

Также известен многослойный пакет материалов для верхней одежды, включающий четыре слоя: верхнего тканого саржевого переплетения из полиэфирных и вискозных волокон и нижнего слоя из полиамидного основовязаного трикотажного полотна переплетения трико-сукно. Между верхним и нижним слоями находится бикомпонентная мембрана-ламинат из осажденного сухомокрым способом на политетрафторэтиленовую мембрану полиэфируретанового покрытия. Нижний трикотажный слой соединен с полиэфируретановым покрытием полиуретановым клеем (Патент РФ №2167702, МПК B01D 71/36, опубл. 27.05.2001).

Недостатком известного технического решения является не возможность одновременного обеспечения водоотталкивающих свойств, сохранения тепла и дышимости многослойного пакета материалов.

Также известно решение, которое принято за ближайший аналог настоящего изобретения. Ближайший аналог также является разработкой заявителя. Известен многослойный пакет материалов для верхней одежды, включающий четыре слоя материалов, при том что верхний слой выполнен из плащевой ткани с водоотталкивающей пропиткой, второй слой представляет собой утеплитель из полиэфирного волокна, третий слой выполнен в виде полиэфирной сетки из полипропилена и нижний слой выполнен в виде мембраны из вспененного политетрафторэтилена, при этом верхний, второй и третий слои соединены между собой с использованием многоигольной стежки. Верхний слой из плащевой ткани имеет плотность 30-500 г/м². Утеплитель из полиэфирного волокна имеет плотность 50-600 г/м². Третий слой в виде полиэфирной сетки имеет плотность 5-30 г/м². Нижний (четвертый) слой в виде мембраны из вспененного политетрафторэтилена выполнен толщиной 5-30 мкм, плотностью - 0,00015 г/м², водопроницаемостью - 5000-20000 мм Н₂О на 1 м² и пароотведением - 5000-20000 г Н₂О на 1 м² за 24 ч. При этом для соединения верхнего, второго и третьего слоев используют нити из синтетических волокон. (Патент РФ №2664824, МПК A41D 31/02, опубл. 22.08.2018).

Формула изобретения составлена с разделением на ограничительную и отличительную части с учетом выбранного ближайшего аналога. Настоящее нижеописанное решение имеет ряд преимуществ по сравнению с ближайшим аналогом, что подробно описано ниже. Кратко преимущества можно выразить в повышении гидрофобности, повышении пароотведения, повышении гигиеничности, повышении теплоизоляции, обеспечении легкости и пластичности материала, подготовке внешней поверхности для цифровой печати.

Раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение описывает многослойный пакет материалов, включающий слои материала: первый слой, выполненный из плащевой ткани с водоотталкивающей пропиткой; второй слой, представляющий собой утеплитель из полиэфирного волокна; третий слой, выполненный в виде полиэфирной сетки из полипропилена; четвертый слой, выполненный в виде мембраны из вспененного политетрафторэтилена; при чем первый, второй и третий слои соединены между собой с использованием многоигольной стежки, кроме этого включен пятый слой материала, содержащий полиэстер и обработанный методом термоламинации с использованием частиц серебра, углерода и алюминия; а первый слой образован переплетением полиэстровых и полиамидных волокон; соединенные первый, второй и третий слои соединены с четвертым и пятым слоем посредством каландрирования.

В некоторых вариантах осуществления настоящего решения многослойный пакет материалов, описанный выше, может характеризоваться тем, что первый слой имеет плотность от 50 до 500 грамм на квадратный метр.

В некоторых вариантах осуществления многослойный пакет материалов второй слой может иметь плотность от 50 до 450 грамм на квадратный метр.

Кроме того, в некоторых реализациях второй слой может представлять собой утеплитель из скрученного полиэфирного волокна.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего решения толщина второго слоя не превышает 5 сантиметров.

Пятый слой может иметь объемный рисунок, полученный методом термоламинации, с гладкой поверхностью.

Технический результат - повышение гидрофобности, повышение пароотведения, повышение гигиеничности, повышение теплоизоляции, обеспечение легкости и пластичности материала, подготовка внешней поверхности для цифровой печати, повышение технологичности материала при последующей обработке.

Краткое описание чертежей

Настоящее решение поясняется следующими фигурами:

Фиг. 1 - фотография первого слоя с каплями воды на его поверхности

Фиг. 2 - фотография второго слоя (утеплителя) под микроскопом

Фиг. 3 - фотография третьего слоя (полиэфирная сетка) под микроскопом

Фиг. 4 - фотография четвертого слоя (мембрана) под микроскопом

Осуществление изобретения

Анализ рынка производства одежды, в том числе детской одежды, показывает, что производство отдельных видов одежды отстает от рациональных норм потребления. Недостаточно вырабатывается зимних и демисезонных пальто, в том числе для детей дошкольного возраста и младшего школьного возраста. Особенно дефицитной является производства детской верхней одежды, которая бы соответствовала современному уровню развития материалов и их обработки. Эти обстоятельства послужили предпосылками для разработки настоящего решения, которое сочетает в себе высокую технологичность производства, невысокую себестоимость, материалоемкость, высокие эксплуатационные и прочностные свойства пакета материалов.

Многослойный пакет материалов по настоящему решению включает в себя пять основных слоев: первый, второй, третий, четвертый и пятый. Каждый из слоев описан ниже с его характеристиками, особенностями. Также описаны технологии соединения слоев между собой для получения многослойного комбинированного термопакета с термоламинацией внутреннего слоя.

Первый слой показан на фиг. 1 и обычно является внешним слоем одежды. В некоторых вариантах осуществления настоящего решения представляет собой плащевую ткань Rip-stop (рипстоп) с водоотталкивающей пропиткой и цифровой печатью. Ткани Рипстоп (Rip-stop) представляют собой ткани комбинированного переплетения. В ткани используются упрочняющие нити, которые предпочтительно расположены друг от друга не далее 8 мм. В предпочтительном варианте осуществления состав ткани: 85% полиэстер и 15% полиамид. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что состав является приблизительным, возможны отклонения в пользу одной или другой составляющей. Плотность данного материала составляет от 50 до 500 грамм на квадратный метр. Показатели ткани в предпочтительном варианте соответствуют ГОСТ 28486-90.

Второй слой показан на фиг. 2. Этот слой также в контексте настоящего описания упоминается как утеплитель. В предпочтительном варианте осуществления состав второго слоя - 100% полиэфирное волокно. Плотность данного слоя составляет от 50 до 450 грамм на квадратный метр. Данный материал соответствует ТУ 8391-011-18130826-2015, экологическая безопасность подтверждена сертификатом Oeko-Tex Standart 100 Class I «Confidence in textiles». Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что плотность выбирается в зависимости от требований, предъявляемых конечному продукту. При этом следует понимать, что чрезмерно малая плотность утеплителя приводит к тому, что данный слой практически перестает работать, т.е. перестает быть утеплителем, в противоположность этому чрезмерно большая плотность приводит к значительному утяжелению термопакета, а способность полиэфирного волокна с плотностью свыше 450 грамм на квадратный метр сохранять тепло подходит к своему насыщению, т.е. дополнительное увеличение плотности приводит лишь к небольшому улучшению свойств термопакета.

Третий слой многослойного пакета материалов по настоящему решению показан на фиг. 3. Данный слой представляет собой полиэфирную сетку, состоящую, в предпочтительном варианте осуществления, из 100% полипропилена, плотностью от 5 до 30 грамм на квадратный метр.

Четвертый слой настоящего решения показан на фиг. 4 и представляет собой мембрану. Толщина данного слоя предпочтительно составляет от 5 до 30 мкм. Плотность материала находится в диапазоне от 0,00015 до 0,00030 грамм на квадратный метр. Водонепроницаемость: от 5000 до 20000 миллиметров воды на квадратный метр, пароотведение от 5000 до 20000 грамм воды на квадратный метр за 24 часа.

Пятый слой представляет собой тонкую ткань с термоламинацией. Состав ткани - 100% полиэстер. Состав раствора для термоламинации выбирается в зависимости от назначения.

Первый слой обеспечивает настоящему решению водоотталкиваемость. Ткань не пропускает влагу и не намокает за счет особой пропитки, благодаря которой капли скатываются с поверхности. Это позволяет сохранять теплоизоляционные качества ткани, а также ее легкость. Дополнительно первый слой обеспечивает повышенную прочность -за счет переплетения с использованием сетки из усиленных волокон (технология «Rip-stop»), что увеличивает долговечность изделия, что особенно важно при пошиве детской одежды. При увеличении прочности одновременно сохраняется мягкость и пластичность -отсутствует эффект «шуршания», что делает одежду приятнее в эксплуатации (эргономичнее), в частности в условиях высокой двигательной активности. Также первый слой в некоторых вариантах осуществления обеспечивает уникальный дизайн -технология широкоформатной полноцветной цифровой печати позволяет добиться высокого качества наносимых изображений - и с эстетической, и с практической точки зрения. Дизайн не растрескивается, не выгорает на солнце и не теряет своих качеств при эксплуатации и стирке. Таким образом использование данного слоя обеспечивает продукту высокую технологичность, высокую прочность, высокую износостойкость и другие преимущества, которые уже упоминались в настоящем описании.

Второй слой представляет собой утеплитель и обеспечивает повышенную теплоизоляцию, одновременно с этим обладая малым объемом. Благодаря технологиям скручивания и скрепления между собой полиэфирных волокон возможно создание изделий, способных выдерживать температурный режим до -30°С, которые при этом имеют малую толщину по сравнению с утеплителями прошлых поколений (до 5 см). Толщина утеплителя зависит от сезонного назначения производимой одежды и климатического пояса, также возможно использование материалов для экстремально низких температур. Дополнительно обеспечивается пластичность - материал легко сжимается, благодаря чему изделия более комфортны при носке - в частности на сгибах (локти, колени и т.д.). Возможность сжатия данного слоя также обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики термопакета, т.к. утеплитель со временем не подвержен разрывам (разумеется до определенных пределов), сохраняет свои свойства на всей продолжительности эффективного использования термопакета. В то же время, утеплитель при разрезании остается единым пластом, благодаря чему упрощается раскрой, а, следовательно, сокращается время на производство изделия, повышается технологичность, уменьшаются отходы, как результат этого - уменьшается стоимость.

Третий слой представляет собой полиэфирную сетку. Данный слой выполняет функцию защиты мембраны от повреждения волокнами утеплителя при эксплуатации и каландрировании, а также удержания нитей многоигольной стежки. Обладает повышенной прочностью и термоустойчивостью по сравнению с аналогами.

Четвертый слой настоящего решения представляет собой мембрану. Мембрана - это тончайшее полотно, заполненное микропорами особой структуры. Данные микропоры в 20000 раз меньше капли воды, но в 700 раз больше молекулы пара и благодаря этому капли воды не могут проникнуть сквозь материал, но пары от тела свободно выводятся наружу. За счет этого достигается высочайший комфорт при эксплуатации - ткань полностью гидрофобна и при этом позволяет сохранять комфортную температуру и влажность тела. Также мембрана обеспечивает абсолютную защиту от ветра, тем самым повышая теплоизоляцию. Дополнительные преимущества (технические результаты), которые предоставляет данный слой при использовании в настоящем решении - это удобство в эксплуатации: мембрана имеет малый вес, то есть не утяжеляет ткань, эластичность, благодаря чему изделие не сковывает движения и сохраняет прочность (эластичность материала препятствует разрывам). Таким образом, обеспечивается качественное влагоотведение, термозащита, уменьшение веса, объема, эластичность материала.

Пятый слой материала представляет собой подклад с термоламинацией. Подклад представляет собой тонкую ткань, покрытую дополнительным слоем раствора методом термоламинации. Термоламинация внутреннего слоя имеет, в частности, следующие особенности: антибактериальные свойства при добавлении ионов серебра; антистатический эффект при добавлении карбоновых (углеродных) волокон; при добавлении частиц металла (в частности алюминия) достигается эффект фольгирования, благодаря которому повышается теплоизоляция (тепло от тела отражается). Все эти качества невозможно достигнуть при других способах обработки ткани.

В некоторых вариантах осуществления настоящего решения допускается использовать при термоламинации не только ионы серебра, карбоновые волокна, частицы металла, но и другие добавки. Кроме того, как это должно быть понятно специалистам в данной области техники, могут использоваться не все добавки, например, только ионы серебра и углеродные волокна, однако в этому случае следует понимать, что конечное изделие будет обладать несколько худшей теплоизоляцией. Комбинации добавок в контексте настоящего описания следует рассматривать как альтернативные варианты осуществления, т.е. может быть одна добавка, две, три и более. Это зависит от требований, предъявляемых к термопакету.

Кроме того, термоламинация - это объемный узор, который имеет гладкую поверхность, что облегчает одевание изделий (что особенно важно в эксплуатации детской одежды), но при этом после одевания зафиксированная поверхность не скользит. Соответственно эргономические свойства материала по настоящему решению являются высокими.

Многоигольная стежка - скрепляет между собой первые три слоя ткани (первый, второй и третий), а также повышает тепловые качества пакета за счет создания дополнительного полезного объема. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего решения используются 100% лавсоновые нити.

Каландрирование - метод скрепления слоев ткани за счет пропускания через разогретые валы. В производстве данной ткани каландрирование используется при нанесении цифровой печати, слоя термоламинации, а также соединения слоев ткани, в которых не используется стежка. Температура и скорость вращения валов подбирается индивидуально в каждом конкретном случае - в зависимости от плотности используемых тканей и типа термоламинации. Это позволяет достичь оптимального результата -надежно скрепить слои и при этом избежать их повреждения. Такое соединение слоев возможно только с использованием метода каландрирования.

Таким образом, благодаря особенностям каждого из слоев, а также способа их обработки, многофункциональный пакет в целом приобретает следующие свойства: гидрофобность - благодаря водооталкивающим свойствам плащевой ткани, а также водонепроницаемости мембраны; пароотведение - за счет уникальной способности мембраны пропускать пар от тела, а также особенностям выше расположенных слоев, которые не препятствуют этому; гигиеничность - за счет ионов серебра в термоламинации внутреннего слоя; повышенная теплоизоляция - обеспечивается каждым из слоев ткани, в особенности утеплителем и мембраной, а также благодаря теплоотражающим качествам внутреннего слоя, достигнутых благодаря термоламинации; легкость и пластичность - каждый из слоев подобран так, чтобы пакет в целом имел малый вес и объем, а также обладал эластичностью, что обеспечивает комфорт во время эксплуатации; уникальный дизайн - за счет огромных возможностей цифровой печати на внешнем слое, термоламинации на внутреннем, а также разнообразных узоров многоигольной стежки.

Настоящее изобретение описывает многослойный пакет материалов, который может быть применен, в частности, в области изготовления детской одежды. Многослойный пакет материалов содержит пять слоев. Первый слой выполнен из плащевой ткани комбинированного переплетения полиэстеровых и полиамидных волокон и с водоотталкивающей пропиткой. Второй слой представляет собой утеплитель из полиэфирного волокна. Третий слой выполнен в виде полиэфирной сетки из полипропилена. Четвертый слой выполнен в виде мембраны из вспененного политетрафторэтилена. Пятый слой содержит полиэстер и обработан методом термоламинации с использованием частиц серебра, углерода и алюминия. Первый, второй и третий слои соединены между собой с использованием многоигольной стежки. Соединенные первый, второй и третий слои соединены с четвертым и пятым слоями посредством каландрирования. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Многослойный пакет материалов, включающий слои материала:

первый слой, выполненный из плащевой ткани с водоотталкивающей пропиткой;

второй слой, представляющий собой утеплитель из полиэфирного волокна;

третий слой, выполненный в виде полиэфирной сетки из полипропилена;

четвертый слой, выполненный в виде мембраны из вспененного политетрафторэтилена;

причем первый, второй и третий слои соединены между собой с использованием многоигольной стежки,

отличающийся тем, что

включен пятый слой материала, содержащий полиэстер и обработанный методом термоламинации с использованием частиц серебра, углерода и алюминия;

первый слой образован переплетением полиэстровых и полиамидных волокон;

соединенные первый, второй и третий слои соединены с четвертым и пятым слоями посредством каландрирования.

2. Многослойный пакет материалов по п. 1, отличающийся тем, что первый слой имеет плотность от 50 до 500 грамм на квадратный метр.

3. Многослойный пакет материалов по п. 1, отличающийся тем, что второй слой имеет плотность от 50 до 450 грамм на квадратный метр.

4. Многослойный пакет материалов по п. 1, отличающийся тем, что второй слой представляет собой утеплитель из скрученного полиэфирного волокна.

5. Многослойный пакет материалов по п. 1, отличающийся тем, что толщина второго слоя не превышает 5 сантиметров.

6. Многослойный пакет материалов по п. 1, отличающийся тем, что пятый слой имеет объемный рисунок, полученный методом термоламинации, с гладкой поверхностью.