Многослойный сорбционный волокнистый защитный материал

Изобретение относится к области производства нетканых материалов, а именно к многослойным сорбционным волокнистым защитным материалам. Защитный материал состоит 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 армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев волокнистого 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. Техническим результатом изобретения 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. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

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),

- 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/м².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.

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/м² нетканого сорбционного слоя нанесено покрытие из серебра. При этом при приклеивании (дублировании) используют клеевую порошковую композицию из расчета 30 г/м² 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,

- нанесение покрытия из серебра на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м² нетканого сорбционного слоя,

- использование при приклеивании (дублировании) клеевой порошковой композиции из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна.

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/м².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.

Для приклеивания использовали из расчета 30 г/м² 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).

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/м².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.

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/м² 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/м² 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).

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/м².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.

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/м² 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/м² 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).

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/м².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.

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/м² 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).

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/м².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/м2.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

1. 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 армирующих слоев, расположенных с двух сторон сорбционных слоев волокнистого материала, отличающийся тем, что 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 мас.ч. сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 мас.ч. высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что на поверхность активированного угля с поверхностной плотностью от 100 до 1000 г/м² нетканого сорбционного слоя нанесено покрытие из серебра.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что при приклеивании (дублировании) используют клеевую порошковую композицию из расчета 30 г/м² площади изнаночной поверхности полотна.