НЕТКАНЫЙ ОГНЕСТОЙКИЙ УТЕПЛИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

Полезная модель относится к нетканому утеплительному материалу с огнестойкими свойствами и используется для формирования подкладочного слоя швейного изделия. Предлагаемый утеплительный материал может быть использован как подкладка для всех видов одежды, изделий специального назначения и аксессуаров, преимущественно в производстве высокотехнологичной верхней одежды для защиты от термических рисков.
Известен нетканый утеплительный огнестойкий материал для формирования подкладочного слоя швейного изделия, включающий смесь полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, содержащий полимерные волокна и бикомпонентное волокно типа «ядро-оболочка» с концентрическим расположением, причем полимерные волокна включают негорючие огнестойкие вискозные волокна (см. RU 34549 U1, 10.12.2003).
Однако данный материал обладает недостаточной огнестойкостью и термостойкостью поскольку содержание негорючих огнестойких волокон слишком мало. Поскольку массовое содержание бикомпонентных волокон в материале не обозначено, такой материал может иметь недостаточную скрепляемость волокон, что приведет к уменьшению прочности утеплительного материала, потере его целостности, высокой миграции волокон утеплителя из-за недостаточного количества склеек. Весьма низкими является и суммарное тепловое сопротивление материала
Известен нетканый утеплительный огнестойкий материал для формирования подкладочного слоя швейного изделия согласно патента RU 182 411, 26.01.2018, который включает смесь полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, и содержит полимерные волокна и бикомпонентные волокна типа «ядро-оболочка» с концентрическим расположением. Бикомпонентные волокна имеют линейную плотность 0,22 текс, полимерные волокна включают окисленные полиакрилонитрильные волокна с линейной плотностью 0,17 текс, при этом указанная смесь содержит, масс. %: бикомпонентные волокна 20-30%, окисленные полиакрилонитрильные волокна 70-80%. Материал по структуре выполнен в виде трех слоев - верхнего, нижнего и внутреннего. Верхний и нижний слои имеют более высокую прочность, чем внутренний слой, и сформированы дополнительным термическим скреплением наружных участков материала горячими валами каландра.
2
2
Недостатками известного материала является малое суммарное тепловое сопротивление, обусловленное включением в смесь только окисленного полиакрилонитрильного (ОПАН) волокна и бикомпонентного волокна, что не позволяет придать полотну достаточный объем и тем самым обеспечить фиксацию ячеистой структуры полотна, а также не приводится способ формирования полотна, который при всех прочих условиях влияет на разрывные характеристики полотна, согласно требований ГОСТ 57632-2017. Использование в утеплителе только ОПАН волокна и бикомпонентного волокна при поверхностной плотности утеплителя 150 г/м не позволяет добиться суммарного теплового сопротивления утеплителя более 0,6 м °С/Вт.
Задачей заявляемой полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в одновременном повышении термостойкости и суммарного теплового сопротивления утеплительного материала при высокой прочности и огнестойкости.
Сущность полезной модели заключается в том, что нетканый огнестойкий утеплительный материал, включающий смесь полимерных волокон и бикомпонентных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, выполненный в виде трех слоев - верхнего, нижнего и внутреннего, причем верхний и нижний слои имеют более высокую прочность, чем внутренний слой, дополнительно содержит огнестойкую вискозу, при этом слои сформированы горизонтальной раскладкой смеси волокон, а содержание волокон в смеси с учетом допустимых отклонений составляет, %:
Окисленное полиакрилонитрильное волокно
с линейной плотностью 0,22 текс
50
Огнестойкая вискоза
с линейной плотностью 0,33 текс
15
Бикомпонентное волокно
с линейной плотностью 0,44 текс
35
Верхний и нижний слои нетканого огнестойкого утеплительного материала могут быть сформированы дополнительным термическим скреплением наружных участков материала горячими валами каландра.
Неровнота по массе полотна нетканого огнестойкого утеплительного материала может составлять не более 5%.
Использование окисленного полиакрилонитрильного волокна с линейной плотностью 0,22 текс, с суммарным массовым содержанием в смеси волокон не менее 50% необходимо для того, чтобы полотно обеспечивало требования в части огнестойких свойств полотен согласно ГОСТ ISO 15025 и термостойких свойств согласно ГОСТ 12.4.234-2012. Содержание в смеси менее 50% окисленного полиакрилонитрильного волокна не обеспечивает индекс ограниченного распространения пламени 3.
2
2
2
2
Использование вискозного огнестойкого волокна линейной плотности 0,33 текс в смеси с суммарным массовым содержанием 15% обеспечивает требования по толщине полотна (объемности), необходимые для увеличения показателя суммарного теплового сопротивления полотна до значения 0,6 м °С/Вт при поверхностной плотности полотна 150 г/м. Без использования в смеси вискозных огнестойких волокон значение суммарного теплового сопротивления полотна составляет не более 0,5 м °С/Вт при поверхностной плотности полотна 150 г/м.
Использование биокомпонентного волокна линейной плотности 0,44 текс содержанием в смеси 35% обеспечивает сохранение прочностных характеристик полотна после многократных стирок и химических чисток в готовых изделиях. Формирование полотна горизонтальной раскладкой слоев волокон позволяет достигать высоких значений разрывной нагрузки, термоскрепленные полотна обеспечивают сохранение значений разрывной нагрузки при условии достаточного содержания в смеси волокон бикомпонентного волокна.
2
2
Горизонтальная раскладка смеси волокон при формировании полотна обеспечивает поверхностную плотность полотна от 60 г/м до 300 г/м. Горизонтальная раскладка обеспечивает разрывную нагрузку по длине полотна не менее 7 Н, в поперечном направлении не менее 30 Н. Достижение таких результатов, помимо горизонтальной раскладки, обеспечивается также за счет увеличения содержания в составе бикомпонентного волокна, но при увеличении его содержания более 35% могут быть утеряны огнестойкие и термостойкие свойства полотна.
Полезная модель поясняется фигурой, на которой показана получаемая структура заявляемого материала, представлен поперечный разрез нетканого огнестойкого утеплительного материала, выполненного в виде трех слоев - верхнего слоя 1, внутреннего слоя 2 и нижнего слоя 3. Слои 1-3 сформированы горизонтальной раскладкой смеси волокон и имеют преимущественно горизонтальную ориентацию волокон. Слои 1, 3 имеют более высокую плотность волокон и более высокую прочность, чем внутренний слой 2.
Примером заявляемого материала является материал со следующим содержанием волокон в смеси, %:
Окисленное полиакрилонитрильное волокно
с линейной плотностью 0,22 текс
50
Огнестойкая вискоза
с линейной плотностью 0,33 текс
15
Бикомпонентное волокно
с линейной плотностью 0,44 текс
35
Содержание каждого компонента в смеси допускается с заданным отклонением, заложенным в погрешность измерения весового блока и дозатора - кипоразволокнителя, которое в данном случае составляет ±2%, что не влияет на свойства готового полотна. Для изготовления заявляемого материала применяют негорючее штапельное вискозное волокно, окисленное полиакрилнитрильное волокно, стойкие к воздействию открытого огня. Для скрепления этих волокон применяется легкоплавкое волокно системы ядро-оболочка. После прочеса волокна, формирование полотна производится на горизонтальном раскладчике полотна с последующим проходом полотна через драфтер, это позволяет добиться высоких разрывных характеристик готового полотна за счет переориентации волокна в плоскости. Для исключения миграции волокна предусмотрено каландрирование поверхности полотна с двух сторон. Это придает верхнему и нижнему слоям 1,3 полотна дополнительную прочность.
2
По результатам испытаний, приведенным в таблице, заявляемый материал соответствует требованиям ГОСТ ISO 14116 и соответствует индексу 3 (индекс ограниченного распространения пламени). А также обладает термостойкостью согласно ГОСТ Р 12.4.234 Приложение ДА, усадка составила менее 1%. При этом полученный материал имеет суммарное тепловое сопротивление 0,6 м °С/Вт. Метод горизонтальной раскладки смеси волокон и достаточное содержание бикомпонентного волокна наделяет полотно высокими разрывными характеристиками более 7 Ньютонов в долевом направлении и более 30 Ньютонов в поперечном направлении и стойкостью перед химчистками и промышленными стирками, изменение линейных размеров менее 1%.
2
2
Заявляемое нетканое полотно на основе ПАН волокна обладает свойствами, необходимыми для подтверждения индекса ограниченного распространения пламени -3 по ГОСТ Р ИСО 14116-2013, а также прошло испытания по ГОСТ 12.4.234-2015 по приложению ДА, и показывает результат термостойкости при Т=180°С. (не более 5%). За счет наличия в полотне карбонизированных волокон заявляемое полотно обладает антистатическими свойствами и не накапливает статическое электричество. При производстве полотна используется горизонтальная раскладка, что обеспечивает высокие значения разрывных нагрузок как по длине, так и по ширине полотна. Смесь волокон в подобранном соотношении обеспечивает соблюдение нормативных значений термической усадки согласно ГОСТ Р 12.4.234-2012 приложение ДА, а также обеспечивает при поверхностной плотности 150 г/мсуммарное тепловое сопротивление утеплителя более 0,6 м °С/Вт.