Химзащитный термоклеевой композиционный материал для защитной одежды

Изобретение относится к производству химзащитных материалов, используемых для защиты кожных покровов человека от агрессивной воздушной среды. Химзащитный термоклеевой композиционный материал состоит из среднего сорбционного слоя, в качестве которого используют угленаполненную крепированную бумагу с относительным удлинением 15÷20%, армированного с двух сторон тканью с термоклеевым дискретным покрытием. При этом сорбционный слой содержит целлюлозу сульфатную небеленую в количестве 52,0÷68,0 мас.%, активированный уголь 30,0-40,0 мас.%, волокно поливинилспиртовое водорастворимое 0,5÷2,0 мас.%, связующее 0,5÷1,0 мас.% и сульфат алюминия 1,0÷5,0. За счет этого повышаются физико-механические свойства защитного материала сохраняются высокие адсорбционные и физиолого-гигиенические характеристики и увеличивается срок эксплуатации готового изделия. 1 табл.

 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к производству химзащитного материала, используемого для защиты кожных покровов человека от агрессивной воздушной среды, а именно от паров хлора, аммиака, окислов азота и производных гидразина.

Известен композиционный нетканый материал, предназначенный для изготовления одежды, защищающей от сильнодействующих ядовитых веществ (RU патент 2107520, кл. А 62 В 17/00, бюл.№9, 1998 г.). Данный материал представляет собой трехслойный комплект, состоящий из 2-х наружных слоев (подстилающего и покровного) и внутреннего сорбционного слоя. Скрепление трехкомпонентной структуры осуществляют на вязально-прошивной машине лавсановыми нитями. При этом сквозное прокалывание внутреннего сорбционного слоя значительно снижает защитные свойства материала. «Маскировка» (прикрытие) отверстий требует дополнительной операции ворсования. Кроме того, даже при минимальной выкладке подстилающего и покровного слоев готовый материал имеет значительный вес и толщину.

Известны активированные углеродные текстильные ткани, обладающие высокими адсорбционными свойствами (Новые химические волокна технического назначения. Под ред. В.В.Смирнова, К.Е Перепелкина. - Л.: Химия, 1973, с.60-64). Однако эти ткани непригодны для пошива защитной одежды, т.к. обладают хрупкостью, неустойчивостью к истиранию. Такие обуглероженные вискозные сетки могут использоваться в качестве сорбционного слоя при изготовлении химзащитного материала способом, предложенным в пат. №2107520. Существенным недостатком активированных углеродных текстильных материалов является их высокая стоимость.

Наиболее близким аналогом заявляемого химзащитного термоклеевого композиционного материала является химзащитный материал для защитной одежды от сильнодействующих и ядовитых веществ. (RU патент 2200603, кл. А 62 D 5/00, А 62 В 17/00, D 21 Н 27/40, бюл.№ 8, 2003 г.) Химзащитный материал состоит из основы, в качестве которой используют угленаполненную крепированную бумагу с относительным удлинением 15-20%. С двух сторон бумагу армируют тканью с термоклеевым дискретным покрытием. Неразрушающий способ изготовления такого химзащитного материала позволяет сохранить высокие адсорбционные свойства сорбционного слоя. Материал позволяет создавать легкую, удобную в эксплуатации спецодежду. Однако при длительной носке, когда материал испытывает нагрузки на излом и растяжение, происходит разрушение сорбционного слоя, что снижает защитные свойства и срок эксплуатации готового изделия.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение физико-механических свойств защитного материала с сохранением высоких адсорбционных и физиолого-гигиенических характеристик и обеспечение более длительного сохранения защитных адсорбционных свойств материала, что значительно увеличит срок эксплуатации готового изделия.

Поставленная задача решается тем, что композиционный состав сорбционного слоя, включающий сульфатную небеленую целлюлозу, высокодисперсный активированный уголь, содержит поливинил-спиртовые водорастворимые волокна с длиной резки 5-6 мм и температурой максимальной усадки (70±5)°С при следующем содержании компонентов, мас.%:

Целлюлоза сульфатная небеленая	52-68
Активированный уголь	30-40
Волокно поливинилспиртовое водорастворимое	0,5-2,0
Связующее	0,5-1,0
Сульфат алюминия	1-5

Угленаполненную крепированную бумагу изготавливали известным в целлюлозно-бумажной промышленности способом из сульфатной небеленой целлюлозы с добавлением в массу активированного угля.

После совместного размола целлюлозы и сорбента в массу добавляли поливинилспиртовые водорастворимые волокна с длиной резки 5-6 мм и температурой максимальной усадки (70±5)°С.

Для придания бумаге влагопрочности композицию проклеивали полиамидаминэпихлоргидридной смолой с последующим осаждением связующего с помощью сульфата алюминия.

После отлива и прессования влажное бумажное полотно крепировали шабером до достижения относительного удлинения в машинном направлении 15-20 % и далее высушивали на сушильном цилиндре. Высушенное бумажное полотно армировали с 2-х сторон методом горячего прессования тканью с регулярным точечным клеевым покрытием.

Таким образом были получены образцы химзащитного термоклеевого композиционного материала с содержанием в сорбционном слое 0,3-0,5-1,5-2,0% поливинилспиртовых волокон (см.табл.; примеры 1-4).

Оценку свойств полученных образцов термоклеевого композиционного материала, а также нетканого полотна (патент №2107520) и химзащитного материала - прототипа (патент №2200603) осуществляли принятыми стандартными методами.

При расходе поливинилспиртовых волокон в количестве 0,3% от массы абсолютно сухого вещества (пример 1) наблюдается незначительный рост прочностных характеристик, что не может иметь практического значения.

Существенное увеличение физико-механических показателей достигается за счет введения в средний сорбционный слой материала армирующих поливинилспиртовых волокон в количестве 0,5-2,0 мас.% (Примеры 2-4). Такая упрочняющая добавка позволила увеличить прочность материала на разрыв в 1,8 раза, раздирание в 1,3 раза и более чем в 3 раза стойкость к истиранию.

Значительно возрастает устойчивость материала к мокрым обработкам (см. табл.; п.7). Активированный уголь лучше удерживается, не вымывается в процессе мокрой обработки. После 6-10 стирок сохраняются исходные адсорбционные свойства защитного материала по парам хлора, аммиака, окислов азота и производных гидразина. Материал-прототип выдерживает только 1 стирку, а при повторной мокрой обработке происходит вымывание сорбента и разрушение сорбционного слоя.

Получить химзащитный материал с содержанием в сорбционном слое поливинилспиртовых волокон свыше 2,0 мас.% не представляется возможным, т.к. при сушке бумага налипает на сушильную поверхность.

Технический результат, достигаемый в химзащитном материале с улучшенными прочностными свойствами, обеспечивается введением в композицию сорбционного слоя 0,5-2,0 мас.% поливинилспиртовых волокон. Равномерное распределение в сорбирующей бумаге поливинилспиртовых волокон позволяет создать в структуре упрочняющую сетку, не блокирующую активные зоны сорбента. Она способствует длительному удержанию сорбента в бумаге, сохранению более длительного срока высоких адсорбционных свойств, в том числе и после мокрых обработок. Кроме того, поверхностные поливинилспиртовые волокна играют положительную роль, усиливая адгезию, при армировании угленаполненной бумаги подстилающим и покровным слоями.

Таким образом, заявляемый химзащитный термоклеевой композиционный материал имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

1. Благодаря оптимальному соотношению связующего и поливинилспиртовых волокон в композиции среднего сорбционного слоя значительно улучшены прочностные свойства химзащитного материала, что обеспечивает более длительное сохранение защитных адсорбционных свойств материала и увеличивает срок эксплуатации готового изделия.

2. Введение в композицию угленаполненной бумаги (сорбционного слоя) поливинилспиртовых волокон усиливает адгезию 3-слойной системы при производстве химзащитного материала методом горячего прессования.

3. Заявляемый материал с повышенными прочностными свойствами отвечает физиолого-гигиеническим требованиям, предъявляемым к фильтровальным сорбирующим материалам.

Химзащитный термоклеевой композиционный материал для защитной одежды, содержащий в качестве среднего сорбционного слоя угленаполненную крепированную бумагу с относительным удлинением 15-20 %, армированную с 2 сторон тканью с термоклеевым дискретным покрытием, отличающийся тем, что сорбционный слой содержит поливинилспиртовые водорастворимые волокна при следующем содержании компонентов, мас. %:

Целлюлоза сульфатная небеленая	52,0÷68,0
Активированный уголь	30,0÷40,0
Волокно поливинилспиртовое водорастворимое	0,5÷2,0
Связующее	0,5÷1,0
Сульфат алюминия	1,0÷5,0