Растяжимый противохимический защитный материал
Группа изобретений относится к противохимическому растяжимому защитному слоистому материалу и способу его изготовления, а также его использованию. Материал характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей чем 20 мкг/см2 после приблизительно 10000 циклов изгибания Gelbo flex при температуре 40°C и относительной влажности (ОВ) 10% и включает селективно проницаемую противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль. Способ изготовления материала включает нанесение адгезива с промежутком между точками, большим чем 400 мкм, на селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, предварительное растяжение эластичного текстиля и ламинирование селективно проницаемой противохимической защитной пленки. Материал используется в противохимическом защитном костюме, характеризующимся теплоотдачей, большей, чем 100 Вт/м2 при 35°С и 60% ОВ. Технический результат заключается в повышении долговечности материала при его изгибании. 7 н. и 27 з.п. ф-лы, 7 табл., 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к растяжимому противохимическому защитному материалу и долговечной противохимической защитной одежде, характеризующейся низкой тепловой нагрузкой. Противохимическую защитную одежду изготавливают из растяжимого противохимического защитного материала, включающего селективно проницаемую пленку, которая в значительной мере сдерживает проникновение химических и биологических материалов и является проницаемой для водяных паров.
Уровень техники
Различные уровни угроз от химических и биологических агентов в результате привели к изготовлению противохимической защитной одежды, основанному на использовании различных технологий. Например, для достижения защиты от наивысшего уровня факторов химических и биологических угроз одежда может быть изготовлена из непроницаемых противохимических защитных материалов, которые предотвращают прохождение токсичных агентов через материал к телу пользователя. Подобным образом, данные непроницаемые материалы являются воздухонепроницаемыми, предотвращая прохождение водяных паров через непроницаемый материал от тела пользователя. Защитная одежда, изготовленная из адсорбирующих материалов, таких как материалы на основе активированного угля, адсорбирует токсичные агенты, воздействию которых подвергается материал. Адсорбирующие материалы характеризуются ограниченной способностью адсорбирования токсичных агентов. Данная способность адсорбирования токсичных агентов легко исчерпывается в результате беспорядочного адсорбирования нетоксичных химических веществ, присутствующих в окружающей среде. Защитная одежда также может быть изготовлена и из селективно проницаемых материалов, которые в значительной мере сдерживают прохождение жидких и парообразных химических агентов через защитную одежду при одновременном обеспечении прохождения водяных паров через одежду от тела пользователя.
Защитную одежду зачастую разрабатывают включающей несколько слоев, обеспечивающих защиту пользователя от воздействия комбинации из предполагаемых угроз. Индивидуальные слои выбирают обеспечивающими получение требуемых свойств и включают в защитный многослойный материал, из которого после этого изготавливают одежду. Защитные многослойные материалы зачастую являются толстыми и/или жесткими. Следовательно, защитная одежда, изготовленная из данных материалов, может быть объемистой, жесткой и/или необлегающей фигуру.
Раскрытие изобретения
Описанный противохимический защитный костюм включает облегающий фигуру гимнастический костюм. Облегающий фигуру гимнастический костюм включает растяжимый противохимический защитный слоистый материал, включающий селективно проницаемую противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль, которые соединены при помощи адгезива. Растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется низкой проницаемостью для токсичных веществ, таких как горчичный газ (иприт) и акрилонитрил. В одном варианте осуществления облегающий фигуру гимнастический костюм обеспечивает как хорошую противохимическую защиту, так и низкую тепловую нагрузку. Например, растяжимая противохимическая защитная одежда характеризуется высокой теплоотдачей, такой как теплоотдача, большая чем 100 Вт/м2 при температуре 35°С и относительной влажности (ОВ) 60%, и обеспечивает получение долговременной противохимической защиты.
Кроме того, в настоящем документе описываются способы ламинирования жестких селективно проницаемых противохимических защитных пленок на эластичный текстиль для изготовления растяжимых противохимических защитных слоистых материалов, которые характеризуются высоким относительным удлинением при хорошем упругом восстановлении.
В еще одном варианте осуществления дополнительно описываются способы изготовления долговечного противохимического защитного слоистого материала из жестких селективно проницаемых противохимических защитных пленок, который характеризуется низкой проницаемостью для химических паров после изгибания и стирки.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 представляет собой схематическое поперечное сечение растяжимого слоистого материала.
Фигура 2 представляет собой схематическое поперечное сечение пленки растяжимого слоистого материала.
Фигура 3 представляет собой схематическое поперечное сечение пленки растяжимого слоистого материала.
Фигура 4 демонстрирует схематическое представление защитного костюма.
Фигура 5 демонстрирует схематическое представление облегающего фигуру защитного костюма.
Фигура 6 демонстрирует схематическое представление текстильного не создающего противохимическую защиту обмундирования поверх облегающего фигуру защитного костюма.
Фигура 7 представляет собой оптическую микрофотографию поперечного сечения слоистого материала.
Фигура 8 представляет собой оптическую микрофотографию поперечного сечения слоистого материала.
Осуществление изобретения
Характеризующийся высокой теплоотдачей противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм (фигура 5), который изготавливают из растяжимого противохимического защитного материала, описывается при обращении к фигурам.
Фигура 1 представляет собой пример схематического поперечного сечения растяжимого противохимического защитного материала в виде слоистого материала (10), подходящего для использования при изготовлении облегающей фигуру одежды (фигура 5). Растяжимый противохимический защитный слоистый материал (10) включает селективно проницаемую противохимическую защитную пленку (11) и эластичный текстиль (12), которые соединены при помощи адгезива (13). Для использования в настоящем документе растяжимый противохимический защитный слоистый материал (10) считается селективно проницаемым, если он характеризуется скоростью прохождения водяных паров, большей чем приблизительно 1000 г/м2/день, и проницаемостью для акрилонитрила, меньшей чем 6 мкг/см2, или проницаемостью для иприта, меньшей чем 20 мкг/см2, или обоими параметрами сразу при проведении испытания в соответствии с методами, описывающимися в настоящем документе.
Селективно проницаемые противохимические защитные пленки содержат полимеры, которые в значительной мере сдерживают прохождение ядовитых или вредных химических и токсичных биологических веществ при одновременном обеспечении проницаемости для водяных паров в целях уменьшения тепловой нагрузки на пользователя одежды, включающей пленки. Селективно проницаемые противохимические защитные пленки (11) могут включать пленки, использующиеся в слоистых материалах, продаваемых под торговыми наименованиями Gore™ Chempak®-Selectively Permeable Fabric. Кроме того, полимеры, которые могут оказаться подходящими для использования в данных областях применения, включают, например, полиаминовые полимеры, такие как описанные в патенте США №6395383, сульфированные ароматические полимеры, такие как описанные в публикации патента США №2004/0259446, фторированные иономеры, включающие те материалы, которые продаются под торговым наименованием Nafion™ и описываются в патенте США №4515761, полимеры на хитозановой основе, такие как описанные в публикации патента США 2007/0190166, материалы на основе ацетата целлюлозы, такие как описанные в патенте США №6792625, полимер на основе поливинилового спирта, такой как те, которые описываются в патенте США №5869193, смесевые материалы из поливинилового спирта и полиэтиленимина, такие как описаны в публикации патента WO №03/037443, смесевые полимеры из полиуретана и полиэтиленимина, такие как описаны в публикации патента США 2006/0205300, и полимеры и сополимеры, включающие этилен-виниловый спирт, такие как описаны в публикации WO №03/068010.
Селективно проницаемые противохимические защитные пленки (11) могут выключать более чем один слой, как в случае многослойных композитов, представленных в качестве примеров на фигурах 2 и 3. Слои выбирают обеспечивающими получение свойств, таких как проницаемость для водяных паров для придания противохимическим защитным пленкам воздухопроницаемости, долговечность, такая как долговечность при стирке, долговечность при изгибании, и обеспечивающими получение долговечности с точки зрения растрескивания, что, тем самым уменьшает проницаемость для химических веществ. На одной или обеих сторонах селективно проницаемого противохимического защитного слоя могут быть предусмотрены пористые или непористые несущие слои. Пористые несущие слои могут включать микропористые несущие слои, такие как микропористый политетрафторэтилен (эПТФЭ). В одном варианте осуществления селективно проницаемая противохимическая защитная пленка (11) включает многослойный композит, приведенный в качестве примера на представлении поперечного сечения на фигуре 3, включающий два пористых несущих слоя (2) на обеих сторонах селективно проницаемого полимерного слоя (1). Часть селективно проницаемого полимера может располагаться в порах пористых несущих слоев.
В еще одном варианте осуществления представление поперечного сечения селективно проницаемой противохимической защитной пленки, включающей многослойный композит, проиллюстрировано на фигуре 2. Многослойный композит включает композитный несущий слой (7) на одной стороне селективно проницаемого полимерного слоя (3), а селективно проницаемый полимер (3), по меньшей мере, частично внедрен в пористый несущий слой (4), такой как несущий материал экспандированного политетрафторэтилена (эПТФЭ), на другой стороне. Как это продемонстрировано на фигуре 2, композитный несущий слой (7) может включать пористый слой (5), в который, по меньшей мере, частично проникает непористый слой (6), такой как полиуретан, или на который, по меньшей мере, частично нанесено покрытие из непористого слоя (6), причем данный непористый слой (6) имеет поверхность раздела с селективно проницаемым слоем (3).
В одном варианте осуществления растяжимый противохимический защитный материал изготавливают из жесткой селективно проницаемой противохимической защитной пленки (11), которая может характеризоваться жесткостью, большей или равной приблизительно 20 г при проведении испытания в соответствии с методом испытания на жесткость, описывающимся в настоящем документе. В других вариантах осуществления селективно проницаемые пленки характеризуются жесткостью, большей, чем приблизительно 30 г, или большей, чем приблизительно 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, при проведении испытания в соответствии с методом испытания на жесткость, описывающимся в настоящем документе. Селективно проницаемые противохимические защитные пленки (11), предназначенные для использования в растяжимых материалах, характеризуются относительным удлинением, меньшим, чем приблизительно 10% при 4 фунт-сила, или меньшим, чем приблизительно 5% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с методом испытания на относительное удлинение и упругое восстановление, описывающимся в настоящем документе, перед включением в растяжимые материалы.
Текстили, подходящие для изготовления растяжимых противохимических защитных материалов, являются эластичными, характеризуясь относительным удлинением, большим, чем приблизительно 100% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 200% при 4 фунт-сила, при упругом восстановлении, равном, по меньшей мере, приблизительно 95%, при проведении испытания в соответствии с методом испытания на относительное удлинение и упругое восстановление, описывающимся в настоящем документе. Подходящие эластичные текстили включают эластичные трикотажные материалы и эластичные тканые или нетканые материалы. Эластичные текстили могут включать синтетические или натуральные волокна, такие как найлон, сложный полиэфир, полипропилен, полиуретан, спандекс, хлопок, волокна, продаваемые под торговым наименованием Lycra, Elaspan, Dorlastan, Linel, и тому подобное и их комбинации.
Один способ изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала, такого как материал, проиллюстрированный на фигуре 1, включает стадии отпечатывания адгезива (13) на поверхности селективно проницаемой противохимической защитной пленки (11), растяжения эластичного текстиля (12) и соединения селективно проницаемой противохимической защитной пленки (11) и растянутого эластичного текстиля (12). На одной дополнительной стадии способа адгезив отверждают в достаточной мере для связывания селективно проницаемой противохимической защитной пленки с растянутым эластичным текстилем. Нагрузку, использующуюся для растяжения эластичного текстиля, удаляют, и растянутый эластичный текстиль (12) релаксирует, образуя растяжимый противохимический защитный материал (10), включающий гофрированную селективно проницаемую противохимическую защитную пленку (11).
Адгезивы включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: термоотверждающиеся адгезивы, такие как карбамат/полиуретановые адгезивы, описывающиеся в патенте США №5209969 (автора Crowther), и адгезивы, отверждающиеся за счет химической реакции с влагой воздуха, такие как из патента США №4532316 (автора Henn), и коммерчески доступные адгезивы, отверждающиеся за счет химической реакции с влагой воздуха, доступные в компании Bostik Inc., 11320 Watertown Plank Road Wauwatosa, WI 53226, и адгезивы 3М, доступные в компании R.S. Hughes Company, 2605-F Lord Baltimore Dr., Woodlawn, MD 21244. В альтернативном варианте, также может быть использован и термоплавкий адгезив, такой как полиамид, сложный полиэфир, полипропилен или полиэтилен. Адгезив (13) может быть нанесен дискретно, например, в виде точек адгезива в конфигурации с расположением через промежутки. Термин «точки» подразумевает включение форм, таких как круглая, пирамидальная, ромбовидная, цилиндрическая, квадратная, штриховая и тому подобная. В случае жесткости селективно проницаемой противохимической защитной пленки, большей чем 20 г, промежуток между точками адгезива предпочтительно является большим чем приблизительно 400 мкм, большим, чем приблизительно 500 мкм, большим чем приблизительно 700 мкм, большим чем приблизительно 800 мкм, большим чем приблизительно 1000, большим чем приблизительно 1500 мкм, или большим чем приблизительно 2000 мкм. Для целей данного изобретения промежуток между точками измеряют от края одной точки до края ближайшей соседней точки.
Процентная степень покрытия адгезивом в общем случае является меньшей, чем приблизительно 50% от поверхности селективно проницаемой противохимической защитной пленки. Процентная степень покрытия адгезивом также может быть меньшей или равной приблизительно 40%, меньшей или равной приблизительно 30%, меньшей или равной приблизительно 20%, меньшей или равной приблизительно 10% или меньшей или равной приблизительно 7%, от поверхности селективно проницаемой противохимической защитной пленки.
Для обеспечения пригодности при использовании в облегающих фигуру гимнастических костюмах важно, чтобы растяжимые противохимические защитные слоистые материалы, изготовленные по описывавшимся способам, характеризовались бы относительным удлинением, большим или равным 30% при 4 фунт-сила или предпочтительно большим или равным приблизительно 40%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 50%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 60%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 70%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила, характеризуясь более чем приблизительно 80%-ным упругим восстановлением после удаления нагрузки в 4 фунт-сила. Высокое относительное удлинение важно с точки зрения легкости движения пользователя и для изготовления обегающего фигуру костюма в широком диапазоне форм и размеров тела. Слоистые материалы, включающие селективно проницаемые противохимические защитные пленки и эластичные текстили и изготовленные по данным способам, характеризуются относительным удлинением, равным, по меньшей мере, приблизительно 30% при 4 фунт-сила или большим, чем приблизительно 40% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 50% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 60% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 70% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе испытанием на относительное удлинение и упругое восстановление. Слоистые материалы, включающие селективно проницаемые противохимические защитные пленки и эластичные текстили, также могут быть изготовленными характеризующимися относительным удлинением, большим, чем 80% при 4 фунт-сила, большим, чем 90%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, или большим, чем 100%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, или большим, чем 120%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе испытанием на относительное удлинение и упругое восстановление. Слоистые материалы также могут быть изготовлены характеризующимися упругим восстановлением, большим, чем приблизительно 90% от своей первоначальной длины, или большим, чем 95% от своей первоначальной длины.
В одном варианте осуществления предлагается способ изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала из жесткой селективно проницаемой противохимической защитной пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем 20 г. Селективно проницаемую противохимическую защитную пленку ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, который наносят с промежутком между точками, большим или равным приблизительно 400 мкм, для изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала. Слоистый материал характеризуется средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 30% или большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила, и упругим восстановлением, большим, чем приблизительно 80% после удаления нагрузки в 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.
В других способах селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем приблизительно 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным приблизительно 400 мкм. Растяжимый слоистый материал изготавливают характеризующимся средним относительным удлинением, большим чем 30%, или большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.
В одном дополнительном варианте осуществления предлагается способ, в котором селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным приблизительно 600 мкм, для изготовления растяжимого слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 40% при 4 фунт-сила или большим чем 50% при 4 фунт-сила, или большим чем 70% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложными методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.
Предлагается еще один способ, в котором селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным 800 мкм, для изготовления растяжимого слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 60% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 70% при 4 фунт-сила или большим, чем 80% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на гибкость, относительное удлинение и упругое восстановление.
В одном дополнительном способе селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным 1500 мкм, для изготовления растяжимого слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 60% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 70% при 4 фунт-сила или большим, чем 80% при 4 фунт-сила, или большим, чем 100% при 4 фунт-сила, или большим, чем 120%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.
Растяжимые противохимические защитные слоистые материалы и селективно проницаемые противохимические защитные пленки, описывающиеся в настоящем документе, в значительной мере сдерживают прохождение вредных химических веществ в и через пленки и обычно являются неадсорбирующими, характеризуясь определенной по методу БЭТ площадью удельной поверхности, значительно меньшей, чем у противохимических защитных адсорбирующих материалов на основе активированного угля. Растяжимые слоистые материалы и селективно проницаемые пленки, описывающиеся в настоящем документе, характеризуются определенной по методу БЭТ площадью удельной поверхности, меньшей чем 50 м2/г, меньшей чем 25 м2/г, меньшей чем 10 м2/г, меньшей чем 5 м2/г, или меньшей чем 2 м2/г. Противохимические защитные костюмы на основе угля обычно характеризуются определенной по методу БЭТ площадью удельной поверхности, большей, чем приблизительно 200 или 300 м2/г.
Как было установлено, растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется на удивление большей долговечностью при изгибании, чем нерастягивающийся противохимический защитный слоистый материал. В случае растяжимого противохимического защитного слоистого материала продемонстрирована меньшая проницаемость для химических паров после изгибания Gelbo, чем в случае противохимического защитного слоистого материала, который не является растяжимым.
Противохимический защитный слоистый материал характеризуется, по меньшей мере, на 25 процентов или, по меньшей мере, на 50 процентов меньшей проницаемостью для токсичных химических паров, когда он изготовлен в виде растяжимого противохимического защитного слоистого материала. В одном варианте осуществления предлагается растяжимый противохимический защитный слоистый материал, характеризующийся проницаемостью для акрилонитрила, меньшей, чем приблизительно 6 мкг/см2 после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе методом испытания на изгибание Gelbo. Растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для акрилонитрила, меньшей, чем приблизительно 3 мкг/см2, или меньшей, чем приблизительно 2 мкг/см, после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с данным методом.
Как к удивлению также было установлено, растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для горчичного газа (иприта), меньшей, чем приблизительно 20 мкг/см2 после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе методом испытания на изгибание Gelbo. Долговечный растяжимый противохимический защитный слоистый материал может быть изготовлен характеризующимся проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 4 мкг/см2, меньшей, чем приблизительно 3 мкг/см2, меньшей, чем приблизительно 2 мкг/см2, после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с данным методом.
Таким образом, один вариант осуществления, описывающийся в настоящем документе, представляет собой способ изготовления селективно проницаемого противохимического защитного материала, который характеризуется низкой проницаемостью для токсичных химических паров после изгибания. Способ включает стадии получения жесткой селективно проницаемой противохимической защитной пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем 20 г, или большей, чем 50 г, и эластичного текстиля и соединения их для изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала по способам, описывающимся в настоящем документе, причем растяжимый противохимический защитный слоистый материал изготавливают характеризующимся, по меньшей мере, 80%-ным относительным удлинением при 4 фунт-сила и, по меньшей мере, 80%-ным упругим восстановлением. Материал, изготовленный по данному способу, является селективно проницаемым и характеризуется, по меньшей мере, на 25 процентов меньшей или, по меньшей мере, на 50% меньшей проницаемостью для акрилонитрила или иприта, чем селективно проницаемый материал, изготовленный в виде нерастяжимого слоистого материала, после воздействия на оба слоистых материала, по меньшей мере, 10 тысяч циклов Gelbo и проведения испытания на проницаемость для акрилонитрила или иприта.
В еще одном варианте осуществления растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется высоким сопротивлением проницаемости для химических паров после стирки. Растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 20 мкг/см2, после 16 циклов стирки при проведении испытания в соответствии с методом испытания на проницаемость для химического вещества после реализации методики стирки, где данные метод и методика описываются в настоящем документе. Предпочтительно растяжимый противохимический защитный слоистый материал после 16 циклов стирки характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 4 мкг/см2.
Растяжимые противохимические защитные слоистые материалы настоящего изобретения характеризуются на удивление пониженными значениями силы звука в сопоставлении с нерастягивающимися противохимическими защитными слоистыми материалами, сконструированными подобным образом и включающими ту же самую селективно проницаемую противохимическую защитную пленку. В одном варианте осуществления растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется результатом измерения уровня шума, меньшим или равным приблизительно 5 сонам или меньшим или равным приблизительно 3 сонам, демонстрируя уменьшение количества сонов, большее, чем 25%, или больше, чем 50%, в сопоставлении с тем, что имеет место для нерастягивающегося противохимического защитного слоистого материала, при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе испытанием для измерения уровня шума.
В еще одном варианте осуществления облегающий фигуру гимнастический костюм конструируют из растяжимого противохимического защитного слоистого материала, включающего жесткую селективно проницаемую противохимическую защитную пленку. Как к удивлению было установлено, при носке облегающего фигуру гимнастического костюма, включающего слоистый материал, теплоотдача для пользователя может быть значительно улучшена, будь то при индивидуальной носке или при носке под обмундированием.
Таким образом, в одном варианте осуществления изготавливают характеризующийся низкой тепловой нагрузкой противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм, который обеспечивает получение улучшенной теплоотдачи, в частности, при проведении испытания в условиях высокой температуры и низкой относительной влажности. Растяжимые слоистые материалы, характеризующиеся высоким относительным удлинением, обеспечивают облегание голого тела, доводя теплоотдачу до максимума и создавая пользователю комфорт, достаточный для носки в течение продолжительного периода времени. Гимнастический костюм может быть разработан, например, в виде цельного костюма, такого как комбинезон или защитный комбинезон, или костюма-двойки, где один элемент покрывает торс и руки пользователя, а другой элемент покрывает нижнюю часть тела и ноги пользователя. Гимнастический костюм в качестве противохимического защитного костюма, характеризующегося низкой тепловой нагрузкой, можно носить при наличии или в отсутствие верхней одежды, такой как обмундирование или другая одежда, которая обеспечивает незначительную или нулевую защиту от химических или биологических угроз. Фигура 5 демонстрирует облегающий фигуру гимнастический костюм-двойку (14), носимый в отсутствие какой-либо верхней одежды. Фигура 6 демонстрирует облегающий фигуру гимнастический костюм (14) и не создающее противохимическую защиту обмундирование (15), носимое поверх него.
В одном варианте осуществления предлагается характеризующийся низкой тепловой нагрузкой противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм, который характеризуется теплоотдачей, большей, чем приблизительно 140 Вт/м2, или большей, чем приблизительно 150 Вт/м2, при 35°С и 60%-ной относительной влажности (ОВ) при проведении испытания в соответствии предложенным в настоящем документе методом измерения теплоотдачи.
В еще одном варианте осуществления противохимический защитный костюм, характеризующийся низкой тепловой нагрузкой, включает облегающий фигуру гимнастический костюм (14), носимый под не создающим противохимическую защиту обмундированием (15), как это продемонстрировано на фигуре 6. Обмундирование может включать высоковоздухопроницаемую ткань, такую как ткань 330D Cordura®, или может включать коммерчески доступную полевую форму одежды (ПФО). Облегающий фигуру гимнастический костюм, изготовленный в виде цельного костюма или костюма-двойки, при носке в комбинации с обмундированием характеризуется теплоотдачей, большей, чем приблизительно 100 Вт/м2, или большей, чем приблизительно 130 Вт/м2, при проведении испытания при 35°С и 60% 0 В, или, в альтернативном варианте, теплоотдачей, большей, чем приблизительно 150 Вт/м2, или большей, чем приблизительно 200 Вт/м2, или большей, чем приблизительно 240 Вт/м2, при 45°C и 15% 0 В, при проведении испытания в соответствии описывающимся в настоящем документе методом измерения теплоотдачи.
Следующие далее примеры иллюстрируют то, как настоящее изобретение может быть сделано и использовано, без намерения ограничивать объем настоящего изобретения. Несмотря на иллюстрацию и описание в настоящем документе конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения настоящее изобретение не должно ограничиваться такими иллюстрациями и описаниями.
Методы испытаний
Испытание на жесткость
Для измерения жесткости пленок использовали метод испытания публикации ASTM test method D6828, озаглавленной «Standard Test Method for Stiffhess of Fabric by the Blade/Slot Method». Данный метод включает укладывание плоского материала с размерами 4 дюйма на 4 дюйма на указанный паз, а после этого прижимание лезвия к материалу для продавливания его через паз.
Для целей данного патента использовали следующие далее параметры испытания: ширину прорези выдерживают равной 0,25 дюйма. Траверса составляет 100 граммов. В типичном испытании образец помещают на оборудование таким образом, чтобы края проходили перпендикулярно прорези. Испытание начинают, заставляя траверсу опускаться, а образец продавливаться через прорезь на испытательном столике. Пиковое значение сопротивления отображают и регистрируют. Тот же самый образец после этого переворачивают и поворачивают на 180 градусов. В данной новой конфигурации еще раз начинают испытание, заставляя образец продавливаться через прорезь. Регистрируют второе значение сопротивления. Методику повторяют для образца, повернутого на 90 градусов, (когда соседние края перпендикулярны прорези), получая еще два значения. Четыре значения складывают, получая совокупное значение жесткости для образца (принимая во внимание асимметрию и анизотропность). Значения, приведенные в данном случае, представляют собой среднюю совокупную жесткость для индивидуальных измерений, по меньшей мере, для 3 родственных образцов в граммах.
Испытание на относительное удлинение и упругое восстановление
Для измерения относительного удлинения и упругого восстановления у растягивающихся образцов слоистых материалов для испытания использовали метод испытания публикации ASTM test method D 5035-06 «Standard Test Method for Breaking Force and Elongation of Textile Fabrics (Strip Method)». В направлении основы отрезали образцы для испытаний с размерами 1 дюйм в ширину Х 6 дюймов в длину. Относительное удлинение измеряли при использовании установки Instron®, используя длину базы измерения 4 дюйма. Относительное удлинение определяли как процентное (%) увеличение длины базы измерения после приложения усилия; результаты измерения регистрировали при 4 фунт-сила. Вычисления %-ного упругого восстановления проводили после удаления нагрузки при использовании приведенного ниже уравнения.
При измерении относительного удлинения у пленочных и текстильных образцов для испытаний размеры образца составляли 3 дюйма в ширину × 8 дюймов в длину при длине базы измерения 4 дюйма; измерения относительного удлинения проводили при 4 фунт-сила. Процентное упругое восстановление рассчитывали следующим образом.
Испытание по методу БЭТ для определения площади удельной поверхности
Для измерения площади удельной поверхности у образцов использовали метод публикации ASTM D4820-99 «Standard Test Methods for Carbon Black - Surface Area by Multipoint B. E. T. Nitrogen Adsorption». Использовали прибор Coulter SA3100 Series Surface Area Analyzer.
В пробирку помещают 0,5-1,0 грамма образца. После этого образец дегазируют в течение 120 минут при 110°С в условиях продувании гелия. После определения конечной массы образец помещают в анализатор, где, создавая вакуум, его вакуумируют. После этого, охватывая пробирку, поднимают сосуд Дьюара с жидким азотом.
Затем в анализатор в импульсном режиме подают небольшие количества азота при одновременном измерении давления в пробирке. Регистрируют одиннадцать точек для интерполирования пяти точек на интервале 0,05-0,20 Ps/Po (Ps=давление образца, Ро=давление насыщения). Данные результаты используют при вычислении Брунауэра, Эмметта и Теллера (БЭТ) для расчета площади удельной поверхности у образца.
Испытание на изгибание Gelbo
Использовали публикацию ASTM F3 92-93 (2004) «Standard Test Method for Flex Durability of Flexible Barrier Materials». Прибор для испытания на изгибание помещали в камеру с регулируемьми характеристиками окружающей среды, выдерживаемую при 40°С и 10%-ной относительной влажности. Образцы изгибали в ходе 10000 проходов изгибания. Действие изгибания состоит в крутящем движении с последующим горизонтальным движением, таким образом, в неоднократных кручении и раздавливании слоистого материала. Частота соответствует скорости в 45 проходов в минуту. Степень повреждения после изгибания определяют в результате измерения степени проницаемости для химического вещества в подвергнутые изгибанию образцы на основании соответствующего описывающегося в настоящем документе испытания на проницаемость для химического вещества. Из центра подвергнутого изгибанию образца для испытания на проницаемость вырезали образцы с диаметром 3 дюйма.
Методика стирки
Методика стирки включала циклы стирки/сушки. Их проводили для образца с размерами 24 дюйма × 24 дюйма при использовании стиральной машины с фронтальной загрузкой, также называемой «Milner Washen». Технические характеристики стиральных машин могут быть найдены в публикации MIL-DTL 32101, paragraph 6.11. Может быть использована любая коммерческая сушилка, способная высушивать изделия при приблизительно 120Т. В целях оценки долговечности растягивающихся слоистых материалов при стирке/сушке образцы после 16 циклов стирки подвергали испытанию на проницаемость для химического вещества.
Испытание на проницаемость для химического вещества
Для определения эксплуатационных характеристик по противохимической защите для начальных образцов и образцов после стирки и изгибания Gelbo использовали стандартные методы испытания на проницаемость. При оценке сопротивления проницаемости для паров акрилонитрила использовали публикацию NFPA 1994, October 2007 edition. Концентрация фактора угрозы составляла 350 ч./млн. При испытании для растягивающихся слоистых материалов на пленочную сторону наслаивали тканый материал из найлона 66 330D Cordura® (Style W330dX330d, что доступно в компании Glen Raven Technical Fabrics, 1831 North Park Ave., Burlington, NC 27217) и производили воздействие парами акрилонитрила. Местоположение для испытания выбирали в виде центра области, подвергнутой изгибанию. На текстильную сторону каждого образца накладывали прокладку, содержащую термопластичный поливинилиденфторид (ПВДФ) и имеющую номинальную толщину 0,008 дюйма, наружный диаметр 1 5/8 дюйма и внутренний диаметр 1 дюйм, при этом прокладку центрируют приблизительно по местоположению для испытания. Для фиксации прокладки на образце в течение 90 секунд проводили нагревание при 320Т и оказывали воздействие давлением. Назначение данной прокладки заключалось в обеспечении наличия достаточного уплотнения между испытательным приспособлением и образцом. Продолжительность испытания составляла 1 час (ч). Прошедшие насквозь пары акрилонитрила прогоняли при 1000 мл/мин воздуха и 32°С и 50% 0 В через устройство «Heated Total Hydrocarbon Analyzer», снабженный детектором ПИД (пламенно-ионазационный детектор) (Model 20, что доступно в компании VIG Industries, Inc., Anaheim, CA). Приводят кумулятивное количество, прошедшее насквозь в течение 60 минут.
Проницаемость для горчичного газа (иприта) измеряли в соответствии с публикацией Test Operating Procedure (TOP) 8-2-501 January 2002 edition, озаглавленной «Permeation and Penetration Testing of Air-Permeable, Semi-Permeable, and Impermeable Materials with Chemical Agents or Simulants (Swatch Testing)». Испытание проводили в компании TNO Defence, Security and Safety Labs in Rijswijk, The Netherlands. Использовали метод определения проницаемости для жидкого фактора угрозы/паров с применением двухпоточного режима. Воздух выдерживали при 32°С и 80% ОВ, в то время как расходы сверху и снизу ячейки составляли 250 мл/мин и 300 мл/мин, соответственно. Количество фактора угрозы в виде агента составляло 5 г/м2 для жидкого иприта. Приводят кумулятивную проницаемость для агента в течение 24 часов.
Испытание на воздухопроницаемость
Использовали публикацию ASTM D737-04 «Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics». Выдерживали разность давлений 125 Па и приводили расход воздуха через ткань в единицах литр/м2·сек.
Измерение теплоотдачи
Испытания для гимнастического костюма проводили в соответствии с со стандартным методом испытания публикации ASTM F 2370-05 для измерения сопротивления одежды испарению при использовании потеющего манекена. Для измерения и контроля температуры поверхности манекена в сегментах головы, груди, спины, живота, ягодиц, как левых, так и правых плечевых частей рук, предплечий, кистей, бедер, голеней и ступней использовали двадцать шесть точечных датчиков. Для получения значений теплоотдачи в определенном диапазоне моделированных условий окружающей среды использовали опцию измерения 1 (измерение потребления энергии в манекене) в методике испытания 8.6 как в изотермических (8.1.1), так и в неизотермических условиях (8.1.2).
В данных специфических испытаниях имели место следующие далее отклонения от указанной методики:
1. Голову, кисти и ступни исключали из измерения и вычисления совокупного потребления энергии. Данные области не покрывали ни потеющей кожей, ни оцениваемым гимнастическим костюмом.
2. В случае неизотермического состояния окружающей среды при 45°С, 15%-ной относительной влажности температуру поверхности манекена задавали и контролировали на уровне 37°C.
3. Для данных испытаний не приводят сопротивление испарению. Вместо этого измеряли потребление энергии в манекене в соответствии с указанием в расчете 9.1 в виде Не - энергия, необходимая для потеющих поверхностей. Данное значение приводят в виде Ватт/метр2 (Вт/м2) с коррекцией на площадь поверхности потеющего манекена 1,43 м2.
Измерение уровня шума
При определении уровня шума для образцов использовали стандарт ISO для измерения силы звука. Для вычисления силы звука (в сонах) следовали публикации ISO 532-1975 (Е).
Проницаемость для водяных паров
Скорости прохождения водяных паров (СПВП) определяли при использовании методики, предложенной в патенте США №4862730, используя ацетат калия в качестве соли и открытопористый эПТФЭ в качестве водонепроницаемых мембран, проницаемых для водяных паров. Данные мембраны номинально характеризовались пористостью в диапазоне от 75% до 80%, средним размером пор 0,2 мкм при толщине, равной приблизительно 0,04 мм. Окружающую среду выдерживали при 50%-ной относительной влажности. Водяную баню выдерживали при 23±0,5°C. Образцы кондиционировали на бане с чашкой с солью сверху в течение приблизительно 15 минут перед началом испытания. Во время измерений трикотажная сторона слоистых материалов была обращена к водяной бане. Значения СПВП приводят в единицах г/м2/день.
Примеры
Селективно проницаемые пленки
Селективно проницаемые (СП) пленки полимерного композита, использующиеся в примерах, изготавливали по существу в соответствии с примером 2 принадлежащего настоящему заявителю патента США №6395383 автора Maples.
СП-пленка А была по существу подобна пленке, использующейся в устройстве Class III, Model WZ9430 «Homeland Defender Series Perimeter Suit», доступном в компании Blauer Manufacturing Company, inc., Boston, MA. Ее сконструировали по существу в соответствии с фигурой 18 патента США №6395383, где беспористая подложка включала подложку из микропористого эПТФЭ с покрытием из полиуретана, и в качестве примера представили на фигуре 1.
СП-пленку В сконструировали по существу в соответствии с фигурой 16 патента США №6395383 и в качестве примера представили на фигуре 2.
Образец пленки микропористого эПТФЭ, имеющего покрытие из полиуретана, (эПТФЭ, имеющего покрытие из ПУ), использующейся в слоистых материалах для водонепроницаемой/ветронепроницаемой воздухопроницаемой (ВВВ) одежды, изготавливали по существу в соответствии с положениями патента США №4194041 (автора Gore) и патента США №4942214 (автора Sakhpara). Образец плотной пленки ПТФЭ изготавливали по существу в соответствии с патентной публикацией США №2005/0238872 (автора Kennedy). Оба данных пленочных образца подвергали испытанию для сопоставления с СП-пленками А и В.
Пленки подвергали испытанию на жесткость при изгибании и %-ное относительное удлинение в соответствии с методами, описывающимися в настоящем документе. Результаты приведены в таблице 1.
| Таблица 1. | ||
| Характеристики относительного удлинения и жесткости пленок | ||
| Тип пленок | Средняя жесткость, граммы | %-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила |
| эПТФЭ, имеющий покрытие из ПУ | 10,7 | 48 |
| Плотный ПТФЭ | 13,4 | 1,9 |
| СП-пленка А | 72,5 | 1,6 |
| СП-пленка В | 55,4 | 1,7 |
СП-пленки А и В являются существенно более жесткими, характеризуясь намного меньшими относительными удлинениями в сопоставлении с пленками эПТФЭ, имеющим покрытие из ПУ, и плотного ПТФЭ.
Растягивающиеся текстили
Включающий Lycra трикотажный материал от компании Milliken Co. Spartanburg, SC (Style #247579), характеризующийся плотностью, равной приблизительно 1,8 унция/ярд2, использовали для изготовления растяжимых противохимических защитных слоистых материалов. Трикотажный материал характеризовался относительным удлинением, равным приблизительно 100% при 4 фунт-сила, и упругим восстановлением, большим, чем 95%, при проведении испытания в соответствии с методами, описывающимися в настоящем документе.
Глубокая печать для ламинирования
В экспериментах по ламинированию использовали формные цилиндры для глубокой печати, характеризующиеся определенным диапазоном промежутка между точками и степени покрытия адгезивом. Их свойства приведены в таблице 2.
| Таблица 2. | |
| Свойства формных цилиндров для глубокой печати, использующихся при ламинировании | |
| Промежуток между точками адгезива, мкм | Степень покрытия адгезивом, % |
| 220 | 48 |
| 360 | 35 |
| 610 | 45 |
| 800 | 12 |
| 1000 | 42 |
| 1500 | 6 |
Адгезивы для ламинирования
Для ламинирования СП-пленок А и В и пленок эПТФЭ, имеющих покрытие из ПУ, на растягивающийся текстиль использовали следующие далее адгезивы.
Для использования при ламинировании получали отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха адгезив Gore™, изготовленный по существу в соответствии с патентом США №4532316 автора Henn; отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха адгезив 3М® Grade TS115 HGS, приобретенный в компании R. S. Hughes Company, 2605-F Lord Baltimore Dr., Woodlawn, MD 21244; и термоотверждающийся карбамат/полиуретановый адгезив Gore™, изготовленный по существу в соответствии с патентом США №5209969 автора Crowther.
Сравнительные примеры 1-5 и примеры 6-12
Образцы слоистых материалов, включающих растягивающийся текстиль, пленку (эПТФЭ, имеющий покрытие из ПУ, СП-пленку или СП-пленку В) и адгезив, отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха, изготавливали следующим образом.
Пленку снабжали дискретно размещенным адгезивом, отверждающимся за счет химической реакции с влагой воздуха, который отпечатывали на стороне эПТФЭ у пленки при использовании способа нанесения покрытия формным цилиндром для глубокой печати. Формный цилиндр для глубокой печати предварительно нагревали до температуры, равной приблизительно 120°С, для расплавления адгезива. Растягивающийся текстильный трикотажный материал подвергали предварительному растяжению приблизительно в два раза по отношению к его первоначальной длине на устройстве повторной перемотки. Трикотажный материал вводили в контакт с отпечатанной стороной пленки при одновременном выдерживании достаточного натяжения для сохранения трикотажного материала в растянутом состоянии для изготовления сборного модуля. Сборный модуль, включающий пленку и трикотажный материал, для связывания их друг с другом непрерывным образом вводили в зазор вальцев. Температуру зажимных валков выдерживали равной приблизительно 50°С, в то время как давление выдерживали равным приблизительно 50 фунт/дюйм2, а скорость технологической линии составляла приблизительно 10 фут/мин. Сборный модуль наматывали на приемный валик под натяжением и давали ему отверждаться в течение, по меньшей мере, 2 дней в условиях окружающей среды.
Образцы слоистых материалов, включающих растягивающийся текстиль, пленку (эПТФЭ, имеющий покрытие из ПУ, или СП-пленку) и термоотверждающийся клей, изготавливали следующим далее образом. Слой пленки снабжали термоотверждающимся адгезивом, который отпечатывали на пленке при использовании способа нанесения покрытия формным цилиндром для глубокой печати. Формный цилиндр для глубокой печати предварительно нагревали до температуры, равной приблизительно 40°С, для расплавления адгезива. Растягивающийся текстильный трикотажный материал на отдельной стадии подвергали предварительному растяжению приблизительно в два раза по отношению к его первоначальной длине на устройстве повторной перемотки. Трикотажный материал вводили в контакт с отпечатанной стороной пленки при одновременном выдерживании достаточного натяжения для сохранения трикотажного материала в растянутом состоянии для изготовления сборного модуля. Сборный модуль, включающий пленку и растягивающийся текстильный трикотажный материал, для связывания их друг с другом непрерывным образом вводили в зазор нагретых вальцев. Температуру и давление зажимных валков выдерживали равными приблизительно 180°С и приблизительно 65 фунт/дюйм2, а скорость технологической линии составляла приблизительно 6 фут/мин.
Характеристики растяжения получающихся в результате слоистых материалов измеряли при использовании описывающегося в настоящем документе метода испытания на относительное удлинение и упругое восстановление. Характеристики глубокой печати и относительные удлинения слоистых материалов, измеренные при 4 фунт-сила, приведены в таблице 3 для различных типов пленки и адгезивов. Все изготовленные слоистые материалы при удалении нагрузки в 4 фунт-сила характеризовались упругим восстановлением, равным или большим 80%,. Типичные величины упругого восстановления находились в диапазоне от 90 до 100%.
| Таблица 3. | ||||
| Свойства слоистых материалов | ||||
| Номер примера | Промежуток между точками, мкм | Тип пленки | Относительное удлинение, % | Тип адгезива |
| Сравнительный пример 1 | 220 | эПТФЭ, имеющий покрытие из ПУ | 78 | термоотверждающийся |
| Сравнительный пример 2 | 220 | эПТФЭ, имеющий покрытие из ПУ | 72 | отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха |
| Сравнительный пример 3 | 220 | СП-пленка А | 20 | термоотверждающийся |
| Сравнительный пример 4 | 220 | СП-пленка А | 32 | отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха |
| Сравнительный пример 5 | 360 | СП-пленка А | 23 | термоотверждающийся |
| Номер примера | Промежуток между точками, мкм | Тип пленки | Относительное удлинение, % | Тип адгезива |
| 6 | 610 | СП-пленка А | 69 | Отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха * |
| 7 | 800 | СП-пленка А | 84 | термоотверждающийся |
| 8 | 800 | СП-пленка А | 78 | отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха |
| 9 | 800 | СП-пленка В | 86 | термоотверждающийся |
| 10 | 1000 | СП-пленка А | 84 | термоотверждающийся |
| 11 | 1000 | СП-пленка А | 62 | отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха * |
| 12 | 1500 | СП-пленка А | 117 | термоотверждающийся |
| * Адгезив, отверждающийся за счет химической реакции с влагой воздуха, 3М®; все другие представляют собой адгезивы Gore™. |
Слоистые материалы, изготовленные из пленок эПТФЭ, имеющего покрытие из ПУ, которые демонстрируют низкую жесткость, характеризовались относительным удлинением, большим, чем приблизительно 70%, (сравнительные примеры 1-2). Слоистые материалы, изготовленные из СП-пленки А и демонстрирующие промежуток между точками 360 мкм, характеризовались относительным удлинением, равным приблизительно 23%, (сравнительный пример 5); слоистые материалы, изготовленные из СП-пленки А и демонстрирующие промежуток между точками, равный приблизительно 220, характеризовались относительным удлинением, равным приблизительно 20%, при использовании термоотверждаемого адгезива и относительным удлинением, равным приблизительно 32%, при использовании адгезива, отверждаемого за счет химической реакции с влагой воздуха, (сравнительные примеры 3 и 4, соответственно).
Как свидетельствуют данные, растяжимые слоистые материалы, характеризующиеся относительным удлинением, большим, чем 50%, могут быть сконструированы при ламинировании пленок, характеризующихся жесткостью, большей, чем 20, на растяжимый текстиль с использованием промежутка между точками, большего, чем 360 мкм.
Оптические микрофотографии поперечного сечения слоистых материалов сравнительного примера 5 и примера 12 продемонстрированы на фигурах 7 и 8. Слоистый материал, изготовленный в соответствии с примером 12 и демонстрирующий промежуток между точками 1500 мкм, демонстрирует наличие значительной степени гофрирования СП-пленки в сопоставлении с тем, что получают в соответствии со сравнительным примером 5, где промежуток между точками составлял 360 мкм.
СПВП растягивающихся слоистых материалов
Скорости прохождения водяных паров (СПВП) у растягивающихся слоистых материалов примеров 5 и 7 измеряли в соответствии с методиками, описывающимися в настоящем документе. Значения составляли приблизительно 5930 и приблизительно 5470 г/м2/день, соответственно.
Результаты измерений теплоотдачи
Гимнастический костюм конструировали из растяжимого противохимического защитного слоистого материала, изготовленного по существу в соответствии с примером 8. Гимнастический костюм (фигура 5) изготавливали в виде костюма-двойки, включающего имеющий длинные рукава верх, покрывающий торс и руки манекена, и низ, покрывающий ноги манекена. Для гимнастического костюма проводили испытания на теплоотдачу при использовании термического, потеющего, ходящего манекена в соответствии с испытанием, описывающимся в настоящем документе для измерения теплоотдачи. Использовали скорость ветра 2 м/сек.
Испытания проводили для трех различных конфигураций:
1) гимнастический костюм сам по себе, продемонстрированный на фигуре 5, конструировали из растягивающегося слоистого материала примера 8. Гимнастический костюм конструировали таким образом, что трикотажная сторона слоистого материала была обращена к телу пользователя;
2) гимнастический костюм, как и в приведенной выше позиции 1), совместно с полевой формой одежды (ПФО), состоящей из кителя ПФО из ткани найлон/хлопок с вплетением через определенное количество нитей более толстой нити (инвентарный номер F545921394) и брюк ПФО из ткани найлон/хлопок с вплетением через определенное количество нитей более толстой нити (инвентарный номер F520921394), в обоих случаях с выкройкой универсального камуфляжа, доступной в компании BDU.COM, 1065 Executive Parkway Drive STE 201, St. Louise, МО 63141 и носимой поверх него, как это продемонстрировано на фигуре 6; и
3) гимнастический костюм, как и в приведенной выше позиции 1), совместно с обмундированием, имеющим дизайн, подобный тому, что и у ПФО, но изготовленным из тканого материала из найлона 66 330D Cordura® при приблизительно 4,5 унция/ярд2, (Style W330dX330d, что доступно в компании Glen Raven Technical Fabrics, 1831 North Park Ave., Burlington, NC 27217), носимым поверх гимнастического костюма (фигура 6).
Ткань, использующаяся в ПФО, характеризовалась низкой воздухопроницаемостью, равной приблизительно 57±2 литр/см2/мин согласно измерению в описывающемся в настоящем документе испытании на воздухопроницаемость. Воздухопроницаемость ткани 330D Cordura® составляла 223±46 литр/см2/мин. Результаты для эксплуатационных характеристик по теплоотдаче представлены в таблице 4.
Сопоставимый нерастягивающийся необлегающий фигуру селективно проницаемый костюм (Class III, Model WZ9430 «Homeland Defender Series Perimeter Suit», который доступен в компании Blauer Manufacturing Company, inc., Boston, MA), проиллюстрированный на фигуре 4 (16), также подвергали испытанию на теплоотдачу в соответствии с методами, описывающимися в настоящем документе. Результаты для эксплуатационных характеристик по теплоотдаче при двух различных условиях окружающей среды представлены в таблице 4.
| Таблица 4. | ||
| Результаты по теплоотдаче для одежды | ||
| Тип одежды | Теплоотдача, Вт/м2 | |
| 25°С и 60% ОВ | 35°С и 60% OB | |
| Растягивающийся гимнастический костюм | 488 | 198 |
| Растягивающийся гимнастический костюм+обмундирование 330D Cordura® | 309 | 134 |
| Растягивающийся гимнастический костюм+ПФО | 255 | 111 |
| Нерастягивающийся селективно проницаемый костюм | 250 | 85 |
Растягивающийся гимнастический костюм, подвергнутый испытанию при наличии и в отсутствие наружной одежды (обмундирования), характеризовался большой теплоотдачей в сопоставлении со сравнительным нерастягивающимся необлегающим фигуру селективно проницаемым костюмом.
В дополнение к этому, растягивающийся гимнастический костюм как совместно с обмундированием 330D Cordura®, так и совместно с ПФО поверх него подвергали испытанию при 45°С и 15% ОВ. Результаты измерений теплоотдачи составляли 244 Вт/м2 и 162 Вт/м2, соответственно.
Проницаемость после стирки
Растяжимый противохимический защитный слоистый материал примера 10 подвергали испытанию на проницаемость для иприта после стирки при использовании методики, описывающейся в настоящем документе. Результаты представлены в таблице 5.
| Таблица 5. | |
| Проницаемость для иприта после стирки | |
| Растяжимый слоистый материал | Проницаемость для иприта, мкг/см2 |
| Начальный образец | 1,2 |
| После 16 циклов стирки | 3,7 |
Растяжимый слоистый материал характеризуется хорошей долговечностью, сохраняя низкую проницаемость для иприта после стирки.
Проницаемость после изгибания Gelbo
Растяжимый противохимический защитный слоистый материал примера 9 и сравнительный нерастягивающийся слоистый материал подвергали испытанию на долговечность при изгибании, используя описывающийся в настоящем документе метод испытания на изгибание Gelbo. Нерастягивающийся слоистый материал изготавливали подобно тому, как и в примере 9, за исключением отсутствия предварительного растяжения эластичного трикотажного материала до ламинирования. Условия окружающей среды представляли собой приблизительно 45°С и приблизительно 10% ОВ. Подвергнутые изгибанию образцы подвергали испытанию на эксплуатационные характеристики проницаемости при использовании акрилонитрила и горчичного газа (иприта), используя методики, описывающиеся в настоящем документе. Результаты представлены в таблице 6.
| Таблица 6. | ||
| Результаты по проницаемости после изгибания Gelbo | ||
| Свойство | Сравнительный нерастягивающийся слоистый материал | Растягивающийся слоистый материал примера 9 |
| Проницаемость для акрилонитрила, мкг/см2 - первоначально | 0,1 | 0,1 |
| Проницаемость для акрилонитрила, мкг/см2 - после 10000 циклов Gelbo | 3,0 | 1,2 |
| Проницаемость для иприта, мкг/см2 - после 10000 циклов Gelbo | 4,7 | 1,7 |
В сопоставлении с нерастягивающимся слоистым материалом растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризовался пониженной проницаемостью для химического вещества после изгибания Gelbo более чем на 50%.
Результаты измерений уровня шума
Нерастягивающийся слоистый материал изготавливали при использовании технических условий для глубокой печати и методики ламинирования, описывавшихся в примере 10, за исключением отсутствия предварительного растяжения трикотажного материала до ламинирования. Получающийся в результате слоистый материал не демонстрировал каких-либо характеристик растяжения.
Результаты измерений уровня шума для слоистых материалов при использовании описывающегося в настоящем документе метода испытания для измерения уровня шума сопоставляют в таблице 7.
| Таблица 7. | |||
| Уровень шума для растяжимого и нерастягивающегося слоистых материалов | |||
| Свойство | Растяжимый слоистый материал примера 7 | Растяжимый слоистый материал примера 10 | Нерастягивающийся слоистый материал |
| Уровень шума, сонны | 3 | 2,8 | 7,4 |
Данные результаты предполагают уменьшение уровня шума, превышающее 50%, для растяжимых слоистых материалов в сопоставлении с нерастягивающимся слоистым материалом.
1. Способ изготовления противохимического растяжимого защитного слоистого материала, характеризующегося проницаемостью для иприта, меньшей, чем 20 мкг/см2, после 10000 циклов изгибания Gelbo flex, включающий получение селективно проницаемой противохимической защитной пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем приблизительно 20 г, и эластичного текстиля, нанесение адгезива с промежутком между точками, большим, чем 400 мкм, на селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, предварительное растяжение эластичного текстиля и ламинирование селективно проницаемой противохимической защитной пленки и эластичного текстиля для изготовления противохимического защитного слоистого материала, характеризующегося относительным удлинением, большим, чем приблизительно 50% при 4 фунт-сила, причем противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для иприта, которая является, по меньшей мере, на 25% меньшей, чем у того же самого слоистого материала, изготовленного в отсутствие стадии предварительного растяжения эластичного текстиля.
2. Противохимический растяжимый защитный слоистый материал, характеризующийся проницаемостью для иприта, меньшей, чем 20 мкг/см2 после приблизительно 10000 циклов изгибания Gelbo flex при температуре 40°C и относительной влажности (ОВ) 10%, включающий селективно проницаемую противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль, соединенный с селективно проницаемой пленкой при помощи адгезива, причем противохимический растяжимый защитный слоистый материал характеризуется относительным удлинением, большим, чем 50% при 4 фунт-сила, упругим восстановлением, большим, чем 80%, и значением скорости прохождения водяных паров (СПВП), большим, чем 1000 г/м2/день.
3. Слоистый материал по п.2, в котором селективно проницаемая противохимическая защитная пленка содержит полиаминовый полимер.
4. Слоистый материал по п.3, в котором селективно проницаемая противохимическая защитная пленка включает по меньшей мере один пористый несущий слой.
5. Слоистый материал по п.3, в котором полиаминовый полимер, по меньшей мере, частично находится в по меньшей мере одном пористом несущем слое.
6. Слоистый материал по п.4, в котором по меньшей мере один пористый несущий слой содержит экспандированный политетрафторэтилен (эПТФЭ).
7. Слоистый материал по п.2, в котором селективно проницаемая противохимическая защитная пленка характеризуется жесткостью, большей, чем 20 г.
8. Противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм, включающий противохимический растяжимый защитный слоистый материал, характеризующийся проницаемостью для иприта, меньшей, чем 20 мкг/см2, включающий селективно проницаемую противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль, соединенные при помощи адгезива, причем указанный противохимический защитный костюм имеет тепловую нагрузку среды, характеризующуюся теплоотдачей, большей, чем 100 Вт/м2 при 35°C и 60% ОВ.
9. Противохимический защитный костюм по п.8, характеризующийся теплоотдачей, большей, чем 125 Вт/м2 при 35°C и 60% ОВ.
10. Противохимический защитный костюм по п.8, характеризующийся теплоотдачей, большей, чем 140 Вт/м2 при 35°C и 60% ОВ.
11. Противохимический защитный костюм по п.8, в котором селективно проницаемая противохимическая защитная пленка характеризуется жесткостью, большей, чем 20 г.
12. Противохимический защитный костюм по п.8, в котором селективно проницаемая противохимическая защитная пленка характеризуется площадью удельной поверхности по методу БЭТ, меньшей, чем 50 м2/г
13. Противохимический защитный костюм по п.8, в котором адгезив нанесен дискретно с промежутком, большим, чем 400 мкм.
14. Противохимический защитный костюм по п.8, дополнительно включающий верхнюю одежду поверх гимнастического костюма.
15. Противохимический защитный костюм по п.14, характеризующийся теплоотдачей, большей, чем 150 Вт/м2 при 45°C и 15% ОВ.
16. Противохимический защитный костюм по п.14, характеризующийся теплоотдачей, большей, чем 200 Вт/м2 при 45°C и 15% ОВ.
17. Противохимический растяжимый защитный слоистый материал, включающий противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 20 г, эластичный текстиль и дискретно нанесенный адгезив, характеризующийся промежутком между точками, большим, чем приблизительно 400 мкм, соединяющий противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль, при этом растяжимый слоистый материал характеризуется относительным удлинением, большим, чем 50% при 4 фунт-сила.
18. Слоистый материал по п.17, в котором противохимическая защитная пленка характеризуется жесткостью, большей, чем 30 г.
19. Слоистый материал по п.17, в котором противохимическая защитная пленка характеризуется жесткостью, большей, чем 50 г.
20. Слоистый материал по п.17, в котором противохимическая защитная пленка характеризуется жесткостью, большей, чем 60 г.
21. Слоистый материал по п.17, который характеризуется относительным удлинением, большим, чем приблизительно 60% при 4 фунт-сила.
22. Слоистый материал по п.17, который характеризуется значением СПВП, большим, чем приблизительно 1000 г/м2/день.
23. Слоистый материал по п.17, в котором промежуток между точками является большим, чем приблизительно 800 мкм, а относительное удлинение является большим, чем приблизительно 70% при 4 фунт-сила.
24. Слоистый материал по п.17, в котором промежуток между точками является большим, чем приблизительно 1500 мкм, а относительное удлинение является большим, чем приблизительно 100% при 4 фунт-сила.
25. Слоистый материал по п.17, который характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей, чем 20 мкг/м2.
26. Противохимический растяжимый защитный слоистый материал, включающий воздухопроницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 20 г, эластичный текстиль и дискретно нанесенный адгезив, характеризующийся промежутком между точками на воздухопроницаемой противохимической защитной пленке, большим, чем 400 мкм, соединяющий противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль, при этом растяжимый слоистый материал характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 20 мкг/см2 после 10000 циклов изгибания Gelbo flex.
27. Слоистый материал по п.26, характеризующийся проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 4 мкг/см2 после 10000 циклов изгибания Gelbo flex.
28. Слоистый материал по п.26, характеризующийся проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 3,0 мкг/см2 после 10000 циклов изгибания Gelbo flex.
29. Слоистый материал по п.26, характеризующийся проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 2,0 мкг/см2 после 10000 циклов изгибания Gelbo flex.
30. Способ изготовления противохимического растяжимого защитного слоистого материала, включающего селективно проницаемую пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем приблизительно 20 г, включающий получение селективно проницаемой пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем приблизительно 20 г, получение эластичного текстиля, растяжение эластичного текстиля, отпечатывание адгезива на селективно проницаемой пленке, приклеивание селективно проницаемой пленки к растянутому эластичному текстилю для получения растяжимого противохимического защитного слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим, чем 50% при 4 фунт-сила.
31. Способ по п.30, в котором адгезив отпечатывают с дискретным рисунком из точек.
32. Способ по п.30, в котором промежуток между точками адгезива является большим, чем приблизительно 400 мкм.
33. Способ по п.30, в котором промежуток между точками адгезива является большим, чем приблизительно 600 мкм.
34. Способ изготовления противохимического растяжимого защитного слоистого материала, характеризующегося проницаемостью для иприта, меньшей, чем 20 мкг/см2, включающий получение селективно проницаемой противохимической защитной пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем приблизительно 20 г, и эластичного текстиля, нанесение адгезива с промежутком между точками, большим, чем 400 мкм, на селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, предварительное растяжение эластичного текстиля и ламинирование селективно проницаемой противохимической защитной пленки и эластичного текстиля для изготовления противохимического защитного слоистого материала, характеризующегося относительным удлинением, большим, чем приблизительно 50% при 4 фунт-сила, причем противохимический защитный слоистый материал имеет характеристику уровня шума, которая является, по меньшей мере, на 25% меньшим, чем у того же самого слоистого материала, изготовленного в отсутствие стадии предварительного растяжения эластичного текстиля.
