МНОГОСЛОЙНЫЙ СОРБЦИОННЫЙ ВОЛОКНИСТЫЙ ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ
MULTI-LAYER SORPTION FIBROUS PROTECTIVE MATERIAL

Изобретение относится к области производства нетканых материалов, а именно к многослойным сорбционным волокнистым защитным материалам, и может быть использовано при изготовлении защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.
Известен многослойный сорбционный нетканый материал, состоящий из внутренних слоев нетканого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилнитрила или его смеси с полиуретаном и наружного покровного и наружного подстилающего армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев нетканого материала (см. патент РФ №2330134, МПК D04Н 13/00, 27.07.2008 г.).
Однако известный многослойный сорбционный нетканый материал при своем использовании для изготовления защитной одежды обладает следующими недостатками:
- не обеспечивает необходимый уровень прочности материала на разрыв (780 Н по основе и 310 по утку),
2
- обладает недостаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 56-58 г/м.час).
Задачей изобретения является создание многослойного сорбционного волокнистого защитного материала.
Техническим результатом является обеспечение высокой паровоздухопроницаемости материала для отвода избытка влаги от поверхности кожного покрова человека, повышение его гигроскопичности, создание возможности обеспечения высокой драпируемости материала при одновременном получении материала с высокой прочностью на разрыв и с высокой прочностью на раздирание.
Технический результат достигается в предложенном многослойном сорбционном волокнистом защитном материале сочетанием использованных для его изготовления компонентов, а также их количественными соотношениями.
2
2
Технический результат достигается тем, что предложен многослойный сорбционный волокнистый защитный материал, состоящий из внутренних слоев нетканого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилонитрила или его смеси с полиуретаном и наружного покровного и наружного подстилающего тканых армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев нетканого материала, при этом материал содержит 1-5 однородных или разнородных внутренних сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала, при использовании в качестве волокон нетканого материала внутренних слоев смеси волокон полиакрилонитрила и полиуретана, содержание волокон полиакрилонитрила в смеси с полиуретаном выбрано в количестве 18-83 мас.%, в качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого материала используют твердые частицы активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 38-64 мас.%, сорбционные слои материала армированы приклеиванием наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна, при этом для приклеивания используют клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния. При этом на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м нетканого сорбционного слоя нанесено покрытие из серебра. При этом при приклеивании (дублировании) используют клеевую порошковую композицию из расчета 30 г/м площади изнаночной поверхности полотна.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенный многослойный сорбционный волокнистый защитный материал, отличительными являются:
- содержание в материале от 1 до 5 однородных или разнородных внутренних сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала,
- при использовании в качестве волокон нетканого материала внутренних слоев смеси волокон полиакрилонитрила и полиуретана, содержание волокон полиакрилонитрила в смеси с полиуретаном выбрано в количестве 18-83 мас.%,
- использование в качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого материала твердых частиц активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенных в объеме нетканого материала в количестве 38-64 мас.%,
- сорбционные слои материала армированы приклеиванием наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна,
- использование для приклеивания к внутреннему сорбционному слою наружных покрывных и подстилающего слоев клеевой порошковой композиции на основе сополимера этилена, содержащей на 100 массовых частей сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния,
2
- нанесение покрытия из серебра на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м нетканого сорбционного слоя,
2
- использование при приклеивании (дублировании) клеевой порошковой композиции из расчета 30 г/м площади изнаночной поверхности полотна.
2
Экспериментальные исследования предложенного многослойного сорбционного волокнистого защитного материала в полевых условиях в составе штатной одежды показали его высокую эффективность. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) при своем использовании обеспечивает необходимую и повышенную на 16-18% гигроскопичность и высокую драпируемость, обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 68-74 г/м.час). Кроме того, многослойный сорбционный волокнистый защитный материал обладает при испытаниях по ГОСТ 29 104.4-91 высокой прочностью на разрыв по направлению основы армирующих слоев 1040-1080 Н и 400-440 Н по направлению утка и при испытаниях по ГОСТ 29 104.5-91 высокой прочностью на раздирание по направлению основы армирующих слоев 220-240 Н и 160-170 Н по направлению утка.
Технология изготовления предложенного многослойного сорбционного волокнистого защитного материала, а также изготовления защитной одежды из него достаточно проста и не требует использования специфического технологического оборудования.
Сущность предложенного технического решения иллюстрируется следующими примерами. Кроме того, в таблице 1 показано содержание компонентов предложенного многослойного сорбционного волокнистого защитного материала, а в таблице 2 представлены характеристики многослойного сорбционного волокнистого защитного материала.
Пример 1. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит один внутренний однородный сорбционный слой нетканого материала, выполненный из волокон на основе полиакрилонитрила. В качестве наполнителя сорбционный слой содержит твердые частицы катионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 38 мас.%. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 35 мас.% вискозного волокна.
2
Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 21% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0144 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).
2
Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 70 г/м.час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1060 Н по направлению основы армирующих слоев и 440 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание 220 Н по направлению основы армирующих слоев и 170 Н по направлению утка армирующих слоев, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.
2
2
Пример 2. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит три внутренних разнородных сорбционных слоя нетканого материала, при этом один слой выполнен из волокон полиакрилонитрила и два слоя из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 18 мас.% полиуретана. В качестве наполнителя сорбционные слои содержат твердые частицы активированного угля с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 64 мас.%. При этом на поверхности активированного угля с поверхностной плотностью 1000 г/м нанесли покрытие из серебра толщиной 3 мкм. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 17% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).
2
Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 74 г/м.час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1041 Н по направлению основы армирующих слоев и 428 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание по направлению основы армирующих слоев 240 Н и по направлению утка армирующих слоев 167 Н, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.
2
2
Пример 3. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит пять внутренних однородных сорбционных слоев нетканого материала, при этом два слоя выполнены из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 83 мас.% полиуретана и три слоя из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 18 мас.% полиуретана. В качестве наполнителя сорбционные слои содержали твердые частицы активированного угля с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 50 мас.%. При этом на поверхности активированного угля с поверхностной плотностью 100 г/м нанесли покрытие из серебра толщиной 3 мкм. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 28 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 18% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0166 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).
2
Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 68 г/м.час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1080 Н по направлению основы армирующих слоев и 400 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание 225 Н по направлению основы армирующих слоев и 160 Н по направлению утка армирующих слоев, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.
2
Пример 4. Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) содержит пять внутренних однородных сорбционных слоев нетканого материала, выполненных из волокон на основе смеси полиакрилонитрила с 56 мас.% полиуретана. В качестве наполнителя сорбционный слой содержал твердые частицы анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого материала в количестве 48 мас.%. Внутренний сорбционный слой материала армировали приклеиванием (дублированием) наружным покровным слоем и вторым наружным подстилающим слоем, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 30 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м площади изнаночной поверхности полотна клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 19% винилацетата марки Сэвилен (ЭВА по ТУ 6-05 1636-97) и 0,0158 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния (марки «Аэросил» 175 неуплотненный).
2
Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает достаточной паровоздухопроницаемостью при отводе избытка влаги от поверхности кожного покрова человека (количество водяного пара, проходящего через единицу площади материала в единицу времени при заданной температуре 36°С составляет 74 г/м.час), высокой гигроскопичностью и высокой драпируемостью. При этом материал обладает высокой прочностью на разрыв 1078 Н по направлению основы армирующих слоев и 430 Н по направлению утка армирующих слоев и высокой прочностью на раздирание 235 Н по направлению основы армирующих слоев и 170 Н по направлению утка армирующих слоев, что позволяет использовать предложенный материал для изготовления защитной одежды, предохраняющей от повреждения кожный покров человека.
Таким образом, предложенный многослойный сорбционный волокнистый защитный материал (ДВУМ) обладает преимуществами по сравнению с известным многослойным сорбционным нетканым материалом того же назначения.
Свойства многослойного сорбционного волокнистого защитного материала (таблица 2)
№ материала
Паро- воздухопроницаемость (по кол-ву водяного пара при 36°С), г/м<sup>2</sup>.час
Гигроскопичность, %
Прочность материала на разрыв, Н
Прочность материала на раздирание, Н
Драпируемость
по направлению основы
по направлению утка
по направлению основы
по направлению утка
1
73,7
117
1040
400
220
160
высокая
2
69,0
116
1070
420
240
160
высокая
3
72,8
118
1050
440
230
170
высокая
4
74.0
118
1050
420
240
170
высокая
5
71,5
116
1040
430
230
160
высокая
6
70,9
117
1080
440
230
170
высокая
7
69,3
117
1070
420
240
160
высокая
8
70,8
116
1080
440
220
160
высокая
9
68,0
118
1080
430
240
170
высокая
10
73,4
117
1060
420
230
160
высокая
11
71,5
116
1040
400
220
170
высокая
12
68,7
117
1060
410
240
160
высокая
13
74,0
117
1050
420
230
170
высокая
14
70,8
116
1040
440
230
160
высокая
15
73,7
118
1080
410
240
160
высокая
16
73,2
117
1040
420
220
170
высокая
17
69,3
118
1080
400
230
160
высокая
18
68,0
117
1050
440
230
160
высокая
19
73,2
116
1070
420
240
170
высокая
20
71,5
117
1040
430
240
170
высокая
21
69,0
117
1080
440
230
160
высокая
22
68,7
116
1070
440
220
170
высокая
23
72,8
116
1060
420
240
160
высокая
24
69,3
117
1070
440
230
160
высокая
25
74,0
117
1050
420
230
170
высокая
26
73,4
116
1050
440
240
160
высокая
27
68,7
118
1040
420
230
170
высокая
28
73,2
116
1060
440
220
160
высокая
29
73,7
117
1050
420
230
170
высокая
30
70,8
117
1040
420
230
160
высокая
31
69,0
117
1080
430
220
160
высокая
32
71,5
116
1060
440
220
170
высокая
33
68,0
118
1040
440
230
160
высокая
34
73,4
117
1040
420
230
160
высокая
35
74,0
116
1080
440
240
170
высокая
36
73,2
117
1070
410
240
160
высокая
37
71,5
117
1040
420
230
160
высокая
38
73,7
116
1060
420
240
160
высокая
39
68,7
116
1050
430
230
170
высокая
40
69,3
117
1040
440
220
170
высокая
41
73,4
117
1080
440
240
160
высокая
42
69,0
116
1070
420
230
170
высокая
43
68,0
118
1050
420
230
160
высокая
44
71,5
118
1050
440
220
160
высокая
45
74,0
117
1060
410
230
170
высокая
46
70,8
116
1080
420
230
170
высокая
47
68,7
117
1060
420
240
160
высокая
48
73,7
117
1040
440
240
160
высокая
49
73,2
116
1040
420
230
170
высокая
50
71,5
117
1080
440
240
160
высокая
51
74,0
116
1040
440
230
160
высокая
52
71,5
118
1060
420
220
170
высокая
53
69,3
117
1050
420
220
170
высокая
54
73,4
116
1040
440
230
160
высокая
55
73,2
117
1080
420
230
170
высокая
56
69,0
117
1080
420
240
160
высокая
57
72,8
116
1060
440
240
160
высокая
58
70,8
118
1040
410
230
170
высокая
59
73,7
117
1040
420
230
160
высокая
60
68,0
116
1080
440
230
170
высокая
61
71,5
117
1070
420
240
160
высокая
62
73,2
117
1070
420
230
170
высокая
63
74,0
116
1050
440
220
160
высокая
64
71,5
116
1050
420
230
160
высокая
65
69,3
117
1040
420
230
170
высокая
66
69,0
117
1080
440
220
160
высокая
67
73,4
116
1080
410
230
170
высокая
68
70,8
118
1060
420
230
160
высокая
69
73,7
117
1040
420
240
160
высокая
70
72,8
118
1040
440
240
160
высокая
71
70,8
116
1060
420
230
170
высокая
72
73,2
117
1050
420
230
170
высокая
73
74,0
117
1070
440
240
160
высокая
74
69,0
116
1070
410
230
170
высокая
75
71,5
118
1050
420
220
160
высокая
76
70,8
117
1050
440
220
160
высокая
77
68,0
117
1040
420
230
170
высокая
78
69,3
116
1080
420
230
170
высокая
79
73,7
118
1080
440
240
160
высокая
80
71,5
117
1060
410
240
160
высокая
81
73,4
116
1040
420
230
170
высокая
82
71,5
117
1040
430
230
160
высокая
83
70,9
117
1080
440
230
170
высокая
84
69,3
116
1070
420
240
160
высокая
85
70,8
117
1080
440
220
160
высокая
86
69,0
117
1080
420
240
160
высокая
87
72,8
117
1060
440
240
160
высокая
88
70,8
116
1040
410
230
170
высокая
89
73,7
118
1040
420
230
160
высокая
90
73,4
116
1080
410
230
170
высокая
91
70,8
117
1060
420
230
160
высокая
92
73,7
117
1040
420
240
160
высокая
93
72,8
116
1040
440
240
160
высокая
94
69,0
118
1070
420
230
170
высокая
95
68,0
117
1050
420
230
160
высокая
96
71,5
116
1050
440
220
160
высокая
97
74,0
117
1040
440
230
160
высокая
98
71,5
116
1060
420
220
170
высокая
99
69,3
118
1050
420
220
170
высокая
100
69,0
117
1070
420
230
170
высокая
101
68,0
116
1050
420
230
160
высокая
102
71,5
117
1050
440
220
160
высокая
103
73,7
117
1040
420
240
160
высокая
104
72,8
116
1040
440
240
160
высокая
105
69,0
116
1080
420
240
160
высокая
106
72,8
118
1060
440
240
160
высокая
107
70,8
118
1040
410
230
170
высокая
108
73,7
117
1040
420
230
160
высокая