Распушиваемый теплоизоляционный материал, обладающий повышенной долговечностью и водоотталкивающей способностью
Распушиваемый теплоизоляционный материал, содержащий натуральные волокна и измельченные синтетические волокна или шарики из волокон. Натуральные волокна и измельченные синтетические волокна или шарики из волокон отдельно обрабатывают водоотталкивающим веществом для придания водоотталкивающей способности волокну и последние аэродинамически смешивают вместе. Водоотталкивающие волокна составляют долю или большую часть распушиваемого теплоизоляционного материала, благодаря чему повышается долговечность структуры, а также водоотталкивающая способность, которая может быть благоприятным фактором во время мытья или стирки. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.
Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США № 61/755195, зарегистрированной 22 января 2013 г., и предварительной заявки на патент США № 61/791914, зарегистрированной 15 марта 2013 г., сущности которых включены в настоящий документ путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к пухообразному теплоизоляционному материалу и к способу его изготовления.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Имело место множество попыток получения теплоизоляционного материала, обладающего пухообразными свойствами, для использования его в теплоизоляционных изделиях, например в одежде, спальных мешках, стеганых одеялах т.п. Предыдущие усилия по созданию пригодного материала наиболее часто приводили к тому, что полученные материалы были слишком тяжелыми и плотными, чтобы их можно было считать пухообразными.
Исключением из этого был, например, патент США № 4588635, зарегистрированный на имя Донована, в котором был раскрыт очень хороший синтетический пух и была конкретная ссылка на легкие теплоизоляционные системы, которые могут быть получены посредством использования тонких волокон в комплексах с малой плотностью, и описан ряд смесей волокон, при использовании которых для изготовления теплоизоляционного мата обеспечивалось получение благоприятных, пухообразных характеристик, например: высокого соотношения теплоизоляционных свойств и массы, мягкости на ощупь и хорошего восстановления после сжатия. Этот материал приближается к натуральному пуху, а в некоторых случаях может даже превосходить натуральный пух по теплоизоляционным свойствам. Однако с точки зрения механики, чрезвычайно тонкие волокна обладают недостаточными жесткостью и прочностью, что делает их сложными в изготовлении, переработке и использовании. Способность к восстановлению такого синтетического теплоизоляционного материала была повышена посредством увеличения диаметра волокна, но увеличение размеров волокон вело к серьезному общему снижению теплоизоляционных свойств. Проблемы, связанные с механической стабильностью комплексов из тонких волокон, обостряются в мокром состоянии, так как силы поверхностного натяжения, связанные с наличием капиллярной воды, значительно больше сил, вызываемых гравитацией, или нагрузок, возникающих при другом нормальном использовании, и они оказывают значительно большее вредное воздействие на структуру. Однако в отличие от пуха водоплавающих птиц, раскрытое и описанное сочетание волокон обеспечивает очень хорошую стойкость к намоканию.
Другим исключением является патент США № 4992327, зарегистрированный на имя Донована и др., в котором раскрыто использование связующих волокнистых компонентов для улучшения теплоизоляционной целостности без ухудшения желаемых свойств. Более конкретно, изобретение, раскрытое в этом патенте, относится к синтетическому, волокнистому, теплоизоляционному материалу в виде связанной волокнистой структуры, содержащей комплекс, состоящий из: (a) синтетических полимерных микроволокон, составляющих от 70 масс.% до 95 масс.%, имеющих диаметр от 3 мкм до 12 мкм; и (b) синтетических полимерных микроволокон, составляющих от 5 масс.% до 30 масс.%, имеющих диаметр от 12 мкм до 50 мкм, отличающейся тем, что, по меньшей мере, некоторые волокна скреплены в их местах контакта, причем прочность крепления такова, что плотность получаемой в результате структуры составляет в диапазоне от 3 кг/м3 до 16 кг/м3; теплоизоляционные свойства скрепленного комплекса равно или незначительно ниже теплоизоляционных свойств сравнимого нескрепленного комплекса. В патенте также описан вид пухообразного кластера, содержащего предпочтительные смеси волокон. В патенте также раскрыты определенные преимущества исполнения кластерного вида в сравнении с матом.
Однако эти ранее известные решения в виде кластеров часто представляли собой, в общем, изготовленные вручную структуры, в ходе выполнения медленных, трудоемких, партионных процессов. Кроме того, материалы, получавшиеся ранее, были не легко распушиваемыми материалами, которые можно было использовать, применяя обычное оборудование для изготовления. Таким образом, существовала потребность в распушиваемом материале, который можно было бы использовать в качестве частичной или полной замены пуха, который можно было бы изготавливать и распушивать, используя обычное оборудование.
В частности, для удовлетворения этой потребности, были разработаны распушиваемые теплоизоляционные кластеры, описанные в патенте США № 6329051. В этом патенте описаны распушиваемые кластеры, изготовленные из измельченного скрепленного мата или скрепленного холста. Холст или мат описаны как содержащие ту же смесь волокон, которая была описана в патенте США № 4992327, зарегистрированном на имя Донована. Было установлено, что кластеры, полученные посредством измельчения мата или холста, сформированных из материалов, описанных в патенте США № 4992327, обладали пухообразными свойствами, включавшими воздушность и теплоизоляционные свойства. Такие кластеры, в смеси с натуральным материалом, описаны в патенте США № 6329052. Следует отметить, что содержание упомянутых выше патентов включено в полном объеме в настоящий документ посредством ссылки.
Другой пример раскрыт в патенте США № 7790639, относящемся к распушиваемым теплоизоляционным материалам, изготовленным из натуральных волокон и смесей.
Хотя упомянутые выше распушиваемые теплоизоляционные материалы легко поддавались распушиванию под воздействием обычных вентиляторов и их можно было использовать в качестве частичной или полной замены пуха или пухообразных теплоизоляционных материалов, однако возникали проблемы, связанные с весом и пригодностью к стирке при неправильном использовании. Эти материалы могли стать мокрыми во время стирки и могли постоянно терять их теплоизоляционные свойства из-за образования комков. Распушиваемые теплоизоляционные кластеры согласно патентам США № 6329051 и № 6329052 содержат только синтетические волокна. В противоположность этому, настоящее изобретение направлено на создание распушиваемого теплоизоляционного материала, изготавливаемого из натуральных волокон и измельченных синтетических волокон.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является создание распушиваемого теплоизоляционного материала для использования в качестве частичной или полной замены пуха.
Одним вариантом осуществления настоящего изобретения является распушиваемый теплоизоляционный материал, содержащий смесь натуральных волокон и измельченных синтетических волокон и/или шариков из волокон. Теплоизоляционный материал можно использовать в зимней одежде, спальных мешках, стеганых одеялах, подушках и т.п. Натуральные волокна могут быть обработаны водоотталкивающим веществом для придания водоотталкивающей способности волокну. Водоотталкивающие волокна могут составлять долю или большую часть распушиваемого теплоизоляционного материала, для повышения, таким образом, долговечности структуры, а также водоотталкивающей способности, что может быть благоприятным фактором во время мытья или стирки. Химическим веществом, используемым для придания водоотталкивающей способности, может быть водоотталкивающее вещество любого типа, включая (но состав таких веществ не ограничен данным перечнем): фторуглероды, кремнийорганические соединения и восковые эмульсии. Согласно одному варианту осуществления раствор ацетата циркония является предпочтительным составом благодаря его безопасности для окружающей среды. Химическая обработка, используемая для придания водоотталкивающей способности, однако, может быть любой из тех, которые описаны, например, в патенте США № 4537594. Сами натуральные волокна могут быть любыми, включая: шерстяное волокно, хлопок, лен, животный волос, шелк и пух, хотя натуральный пух является наиболее предпочтительным материалом. Альтернативно водоотталкивающие свойства пуху/натуральным волокам могут быть приданы посредством использования различных технологий (которые четко не ограничены данным перечнем): пропиткой в ванне или процессом напыления на пух/натуральное волокно в сухом состоянии. Различные технологии модификации энергии поверхности, хорошо известные в данной области техники, например плазменная обработка, могут быть также использованы для обработки пуховых кластеров для обеспечения водоотталкивающих свойств. Измельченные синтетические волокна могут обладать линейной плотностью от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс) и длиной нарезки от 5 мм до 25 мм. Измельченные синтетические волокна могут быть покрыты веществом, обеспечивающим скольжение, или замасливателем, для обеспечения водоотталкивающих свойств. Используемые синтетические волокна могут включать волокна, описанные, например, в патентах США № 7682693 и № 7074242. В предпочтительном варианте осуществления натуральные волокна являются пуховыми кластерами, а измельченные синтетические волокна являются волокнами, захваченными бородками пуховых кластеров. Шарики из волокон, описанные в патентах США № 4618531 и № 5218740, можно также использовать вместо коротких волокон, если это желательно.
Хотя пуховые кластеры называются в настоящем документе «пуховыми кластерами», они могут включать: пух, натуральный пух, пуховое перо, пуховые кластеры и их сочетания.
Другим вариантом осуществления настоящего изобретения является способ изготовления распушиваемого теплоизоляционного материала, включающий этап смешивания натуральных волокон с измельченными синтетическими волоками. Теплоизоляционный материал можно использовать в зимней одежде, спальных мешках, стеганых одеялах и т.п. Натуральные волокна могут быть обработаны водоотталкивающим веществом для придания водоотталкивающей способности волокну. Водоотталкивающие волокна могут составлять долю или большую часть распушиваемого теплоизоляционного материала для повышения, таким образом, долговечности структуры, а также водоотталкивающей способности, что может быть благоприятным фактором во время мытья или стирки. Химическим веществом, используемым для придания водоотталкивающей способности, может быть водоотталкивающее вещество любого типа, включая (но состав таких веществ не ограничен данным перечнем): фторуглероды, кремнийорганические соединения и восковые эмульсии. Согласно одному варианту осуществления раствор ацетата циркония является предпочтительным составом благодаря его безопасности для окружающей среды. Химическая обработка, используемая для придания водоотталкивающей способности, однако, может быть любой из тех, которые описаны, например, в патенте США № 4537594. Альтернативно водоотталкивающие свойства пуху/натуральным волокам могут быть приданы посредством использования различных технологий (которые четко не ограничены данным перечнем): пропиткой в ванне или процессом напыления на пух/натуральное волокно в сухом состоянии. Различные технологии модификации энергии поверхности, хорошо известные в данной области техники, например плазменная обработка, могут быть также использованы для обработки пуховых кластеров для обеспечения водоотталкивающих свойств. Сами натуральные волокна могут быть любыми, включая: шерстяное волокно, хлопок, лен, животный волос, шелк и пух, хотя натуральный пух является наиболее предпочтительным материалом. Измельченные синтетические волокна могут обладать линейной плотностью от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс) и длиной нарезки от 5 мм до 25 мм. Измельченные синтетические волокна могут быть покрыты веществом, обеспечивающим скольжение, или замасливателем, для обеспечения водоотталкивающих свойств. Используемые синтетические волокна или шарики из волокон могут включать волокна, описанные, например, в патентах США № 7682693; № 7074242, США № 4618531 и № 5218740. В предпочтительном варианте осуществления натуральные волокна являются пуховыми кластерами, а измельченные синтетические волокна перепутаны с бородками пуховых кластеров.
Хотя пуховые кластеры называются в настоящем документе «пуховыми кластерами», они могут включать: пух, натуральный пух, пуховое перо, пуховые кластеры и их сочетания.
Различные признаки новизны, характеризующие изобретение, представлены, в частности, в прилагаемой формуле изобретения, составляющей часть данного раскрытия. Для лучшего понимания изобретения, его оперативных преимуществ и специальных целей, достигаемых при его использовании, сделаны ссылки на прилагаемый текстовый материал, в котором представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Таким образом, посредством использования настоящего изобретения, реализуют его цели и преимущества, описание которых следует рассматривать в сочетании с последующим подробным описанием.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления настоящего изобретения распушиваемый теплоизоляционный материал содержит гомогенную смесь натуральных волокон и измельченных синтетических волокон или шариков из волокон, где смесь является распушиваемой и обладает желаемыми пухообразными свойствами.
Натуральные волокна или материал, считающиеся подпадающими под объем настоящего изобретения, включают (но их состав не ограничен данным перечнем): шерстяное волокно, хлопок, лен, животный волос, шелк, пух, а также другие натуральные волокна или материалы. Однако в предпочтительном варианте осуществления натуральными волокнами являются пуховые кластеры. Хотя пуховые кластеры называются в настоящем документе «пуховыми кластерами», они могут включать: пух, натуральный пух, пуховое перо, пуховые кластеры и их сочетания. Натуральные волокна или материал могут быть обработаны для обеспечения водоотталкивающих свойств. В этом процессе можно использовать некоторые водоотталкивающие химические вещества, однако определенный раствор полимера (ацетата циркония), с помощью которого можно придавать долговечные водоотталкивающие свойства без негативного воздействия на упругость натурального волокна или материала и без негативного воздействия на окружающую среду, является предпочтительным химическим составом.
Согласно одному варианту осуществления кластеры (включая пух) обеспечивают водоотталкивающей способностью, бактериальной стойкостью, отделкой термофиксируемым ацетатом циркония, обладающим низким уровнем трения, чтобы пуховые кластеры обладали улучшенной пригодностью к сушке, которой подвергают материал после стирки, и улучшенной пригодностью к обработке и стойкостью к образованию комков. Более конкретно, пуховые кластеры содержат на их поверхности водоотталкивающее вещество, бактериальностойкое вещество, отделочное вещество в виде термофиксированного ацетата циркония, обладающего низким уровнем трения. Различные процессы обработки можно использовать для обработки пуховых кластеров раствором ацетата циркония для придания им водоотталкивающих свойств, и один такой процесс обработки раскрыт, например, в патенте США № 4537594, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Процесс включает нанесение водной эмульсии термофиксируемого ацетата циркония на пуховое перо и термофиксацию упомянутого полимера. Эмульсию можно наносить, например, посредством вакуумирования. Перо тщательно очищают до нанесения упомянутого сополимера, что может быть осуществлено посредством промывки в воде с последующим частичным удалением воды таким образом, чтобы остаточное содержание влаги составляло от 5% до 45% в расчете на массу совершенно сухого пера. Сополимер можно термофиксировать при температуре от 130°C до 170°C.
Альтернативно водоотталкивающие свойства могут быть приданы пуху/натуральному волокну посредством использования различных технологий (которые четко не ограничены данным перечнем): пропиткой в ванне или процессом напыления на пух/натуральное волокно в сухом состоянии.
Различные технологии модификации энергии поверхности, хорошо известные в данной области техники, например плазменная обработка, могут быть также использованы для обработки пуховых кластеров для обеспечения водоотталкивающих свойств. Такие виды обработки или процессы обработки объяснены в патентах США: № 4869922; № 5262208; № 5895558; № 6416633; № 7510632; № 8309033; № 8298627; полное содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
Предпочтительные измельченные синтетические/искусственные волокна могут обладать линейной плотностью от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс). Однако волокна с линейной плотностью выше 15,0 денье (1,665 текс) можно также использовать в сочетании с распушиваемым теплоизоляционным материалом согласно настоящему изобретению. Измельченные волокна могут иметь длину в диапазоне от 5 мм до 25 мм и могут быть аэродинамически смешены с натуральными волокнами для получения гомогенной смеси, как это описано выше. Предпочтительные шарики из волокон, изготовленные из синтетических/искусственных волокон, могут обладать, например, линейной плотностью от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс). В других предпочтительных вариантах осуществления используют смеси волокон, содержащие: волокно с водоотталкивающей отделкой или с отделкой замасливателем, и/или сухое волокно, и/или связующее волокно. Измельченные синтетические/искусственные волокна согласно настоящему изобретению могут быть, например, покрыты любым веществом, обеспечивающим скольжение, или замасливателем, для обеспечения водоотталкивающих свойств. Синтетические волокна/искусственные волокна, используемые согласно данному изобретению, включают (но их состав не ограничен данным перечнем): сплошные волокна, полые волокна, а также волокна, имеющие другие формы поперечного сечения, с гофрами или без них. С этими синтетическими/искусственными волокнами можно также использовать волокна со связующим агентом на их наружной поверхности.
Материал, используемый для изготовления измельченных синтетических/искусственных волокон, применяемых согласно настоящему изобретению, описан в патенте США № 7682693, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Согласно одному варианту осуществления измельченные синтетические/искусственные волокна включают волокна из сложного полиэфира, обладающие средней линейной плотностью от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс), покрытые веществом, обеспечивающим скольжение, и гофрированные; волокна имеют длину нарезки от 5 мм до 25 мм и находятся в разрыхленном состоянии. Волокна из сложного полиэфира можно получать, например, посредством процесса экструдирования, известного в данной области техники. Важным аспектом изобретения является то, что волокна из сложного полиэфира должны обладать определенным средним размером, т.е. определенным размером поперечного сечения. Экструдированные волокна из сложного полиэфира должны быть скользкими. Это качество получают посредством покрытия волокна веществом, обеспечивающим скольжение, предпочтительно - кремнийорганическим веществом, обеспечивающим скольжение, например, описанным в патенте США № 3454422. Применение вещества, обеспечивающего скольжение, позволяет легче рыхлить волокно и, таким образом, отделять волокна друг от друга. Волокнам согласно настоящему изобретению может быть альтернативно придана способность скольжения с помощью других веществ, обеспечивающих скольжение, что может быть благоприятным в некоторых случаях применения, например при использовании сегментированных coполимеров полиалкиленоксида и других полимеров, например сложного полиэфира, или полиэтилена, или полиалкилена, как упомянуто в патенте США № 6492020 B1, при количестве вещества, обеспечивающего скольжение, составляющем от около 0,1 масс.% до около 1,2 масс.% от массы волокна.
Для получения созданного согласно изобретению распушиваемого теплоизоляционного материала, обладающего желаемыми свойствами, необходимо волокно из сложного полиэфира снабдить гофрами. Один пример пригодных гофр - это так называемые зигзагообразные гофры, также называемые механическими гофрами. Этот по существу известный тип гофр получают посредством пропуска жгута экструдированных элементарных нитей через узкий зазор, между двумя гофрирующими валиками. Дополнительные примеры механических способов гофрирования приведены в Европейском патенте EP 929700 A1 и в патенте США № 6492020 B1. Другой тип гофр - это спиральные гофры. Спиральная гофра, в противоположность двухмерной зигзагообразной гофре, является трехмерной. Спиральная гофра может быть получена, например, посредством использования способов, описанных в патентах США № 3050821; № 3118012; в Европейском патенте EP 929700 A1 и в патенте США № 6492020 B1. Предпочтительно частоту гофр регулируют таким образом, чтобы каждое нарезанное волокно, при данной длине нарезки, было снабжено, по меньшей мере, одной или двумя гофрами. Кроме того, следует учитывать, что можно использовать как сплошные, так и полые волокна, а также волокна с различными поперечными сечениями.
Согласно одному варианту осуществления измельченные синтетические/искусственные волокна могут быть полностью разрыхлены и смешаны с натуральными волоками или материалами. Такой процесс рыхления и смешивания описан, например, в патенте США № 7074242, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Способ может включать этапы: получение натурального пухового пера; промывку пуха согласно предварительно определенному процессу промывки для получения подготовленного пуха; смешивание подготовленного пуха с измельченными синтетическими/искусственными волокнами согласно предварительно определенному процессу смешивания для изготовления наполнителя. Этап смешивания осуществляют посредством смешивания подготовленного пуха в количестве, по меньшей мере, 50 масс.% и измельченных синтетических/искусственных волокон или шариков из волокна. Этап промывки осуществляют посредством выполнения подэтапов: (a) промывки пуха горячей мыльной водой; (b) полоскания пуха горячей водой; (c) полоскания пуха холодной водой; (d) обработки пуховых кластеров для придания водоотталкивающей способности; (e) сушки прополощенного пуха и (f) обеспыливания и охлаждения высушенного пуха. Подэтап сушки осуществляют посредством сушки 40 фунтов (18,14 кг) мытого пуха в течение по существу 20 мин при температуре по существу 105°C. Подэтап обеспыливания и охлаждения может дополнительно включать инжектирование озона в пух и может осуществляться с использованием огражденной центрифуги.
Способ изготовления созданного согласно изобретению, распушиваемого, теплоизоляционного материала согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, включает следующие этапы.
(1) Обработку натуральных волокон или материалов для придания водоотталкивающих свойств. Во время осуществления этого процесса натуральные волокна или материалы можно рыхлить, чистить, мыть и сушить, если это необходимо. Обработку для придания водоотталкивающих свойств можно выполнять в сухом или мокром состоянии, хотя мокрый процесс является предпочтительным способом.
(2) Рыхление измельченных синтетических/искусственных волокон и смешивание их с натуральными волокнами или материалами. Этап смешивания можно осуществлять, используя сухой или мокрый процессы, хотя сухой процесс является предпочтительным способом, согласно которому пуховые кластеры подают в камеру накопления/смешивания, используя регулируемый воздушный поток, перед которым он ударяет по другому воздушному потоку, идущему в противоположном направлении, несущему полностью разрыхленные измельченные волокна и, таким образом, и пуховые кластеры, и измельченные волокна гомогенно смешиваются. Этот процесс аэродинамического смешивания является предпочтительным способом смешивания для достижения очень небольшой степени разрыва пуховых кластеров, и, таким образом, достижения наибольшей возможной упругости пуха. Для получения лучших результатов предпочтительно использовать партионный процесс при количестве смешиваемых материалов, составляющем, по меньшей мере, 100 кг.
(3) Шарики из волокон могут быть также выбраны вместо измельченных волокон, если такое применение является пригодным.
Следовательно, в распушиваемом теплоизоляционном материале согласно настоящему изобретению короткие волокна или шарики из волокон аэродинамически захватываются бородками и очень маленькими бородками с узелками из пуховых кластеров, т.е. короткие волокна, сформированные из синтетических волокон, равномерно включаются в них неотделимо, благодаря чему становится возможным придание пуху свойств коротких волокон.
Получаемый в результате новый, созданный согласно изобретению, распушиваемый теплоизоляционный материал, показанный, например, на фиг. 1, обладает следующими характеристиками:
(1) он обладает очень хорошей долговечностью и может выдерживать значительно большее количество циклов помывки и стирки, чем материалы, доступные сегодня на рынке. Материал, созданный согласно изобретению, обладает очень хорошими водоотталкивающими свойствами, и в нем не образуются какие-либо комки или узелки во время повторяемых циклов помывки и стирки;
(2) он обладает очень хорошими теплоизоляционными свойствами даже в условиях смачивания;
(3) упругость натурального пухового волокна поддерживается после его обработки химическими веществами для придания водоотталкивающих свойств;
(4) при его изготовлении достигается значительное снижение стоимости в сравнении с теплоизоляционным материалом из 100% пуха. Однако было установлено, что, по меньшей мере, 50 масс.% натурального пухового волокна должно быть использовано для получения благоприятных характеристик согласно настоящему изобретению;
(5) готовый смешанный продукт обладает очень хорошей сжимаемостью благодаря аэродинамическому смешиванию.
Ряд других переменных факторов может быть модифицирован для осуществления желаемых воздействий на распушиваемый теплоизоляционный материал. Специалисты в данной области техники могут представить себе, что эти другие факторы могут быть оптимизированы в отношении желаемых целей без превышения объема настоящего изобретения.
Ниже приведены в качестве примеров некоторые методики испытаний, использовавшиеся для оценки физических свойств созданного согласно изобретению распушиваемого, теплоизоляционного материала, описанные в следующих стандартах:
EN 13543:2002 - Методика определения водопоглощения наполнителем в изготовленных изделиях с наполнителем в виде пера и пуха;
AATCC - Методика изучения стиркопрочности и пригодности к стирке одежды;
IDFB 10B - Методика измерения упругости пуха;
IDFB - Методика измерения продолжительности сушки распушиваемого теплоизоляционного материала;
ISO 11092 - Методика измерения теплостойкости и стойкости к водяному пару при установившихся условиях.
Результаты испытаний, полученные с использованием указанных методик испытаний, были следующими.
(1) Испытания на водопоглощение (по методике EN 13543) - масса поглощенной воды была в 10 раз меньше, чем ее поглощают нормальные пуховые кластеры.
Продолжительность сушки (по методике IDFB) - продолжительность сушки была в 5 раз быстрее, чем продолжительность сушки нормальных пуховых кластеров.
Теплоизоляционные свойства в сухом и мокром состоянии (по методике ISO) - теплоизоляционные свойства в мокром состоянии составляли 90% от теплоизоляционных свойств в сухом состоянии.
Измерение упругости пуха (по методике IDFB 10B) - сохранялась та же упругость у обработанного пуха, что и у пуха до химической обработки.
Измерение упругости пуха (по методике IDFB 10B) - от 80% до 90% упругости несмешанного пуха достигалось после добавления от 30% до 40% измельченных синтетических волокон.
Анализы на стиркопрочность (по методике AATCC 135) - после проведения испытаний не наблюдалось образование комков или узелков.
Изобретением дополнительно предусмотрено использование смесей искусственных волокон или смесей натуральных и искусственных волокон, не рассмотренных выше. В этих смесях ограничен средний диаметр волокон для обеспечения высокого уровня теплоизоляционной способности. В некоторых случаях может быть желательным средний диаметр волокон, больший, чем диаметр волокон, указанный в процитированных патентах. Например, волокна относительно большего диаметра можно использовать, если готовым продуктом является подушка или обивка, где жесткость при сжатии является важным требованием.
Также в зависимости от применения может быть желательным смешивание сформированного таким образом распушиваемого теплоизоляционного материала с другими волокнами, например другими натуральными и/или искусственными волокнами, или материалом в зависимости от желаемых искомых результатов.
Таким образом, при использовании настоящего изобретения его преимущества могут быть реализованы, и хотя в настоящем документе раскрыты и подробно описаны предпочтительные варианты его осуществления, его объем не должен быть ограничен этими предпочтительными вариантами, а скорее, должен быть определен прилагаемой формулой изобретения.
1. Распушиваемый теплоизоляционный материал, содержащий:
- по меньшей мере 50 масс.% кластеров натурального пуха и
- измельченные синтетические волокна, имеющие длину в диапазоне от 5 мм до 25 мм и линейную плотность в диапазоне от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс), причем упомянутые измельченные волокна являются гофрированными и покрыты веществом, обеспечивающим скольжение, или замасливателем;
- при этом упомянутые измельченные синтетические волокна аэродинамически захвачены в бородках кластеров натурального пуха; и
- упомянутый распушиваемый теплоизоляционный материал является распушиваемым при использовании обычного оборудования.
2. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 1, в котором натуральные волокна обработаны водоотталкивающим веществом для придания водоотталкивающей способности.
3. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 2, в котором водоотталкивающие волокна составляют большую часть распушиваемого теплоизоляционного материала.
4. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 2, в котором химическое вещество, используемое для придания водоотталкивающей способности, является водоотталкивающим веществом, веществом, придающим бактериальную стойкость, термофиксируемым раствором ацетата циркония, обладающим низким уровнем трения.
5. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 2, водоотталкивающая способность которому придана посредством использования технологии модификации энергии, включающей плазменную обработку.
6. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 1, в котором кластеры натурального пуха являются кластерами натурального пуха, обработанными ацетатом циркония.
7. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 1, в котором измельченные синтетические волокна покрыты кремнийорганическим веществом, обеспечивающим скольжение.
8. Распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 1, в котором синтетические волокна выбраны из группы, состоящей из волокон из: полиамида, сложного полиэфира, акрилового полимера, ацетата, нейлона, полиолефина и их сочетаний.
9. Распушиваемый теплоизоляционный материал по любому одному из пп. 1-8, в котором синтетические волокна являются волокнами из сложного полиэфира.
10. Изделие, содержащее распушиваемый теплоизоляционный материал по п. 1, причем изделие выбрано из зимней одежды, спальных мешков, подушек и стеганых одеял.
11. Способ изготовления распушиваемого теплоизоляционного материала, согласно которому
- осуществляют аэродинамическое смешивание по меньшей мере 50 масс.% кластеров натурального пуха и измельченных синтетических волокон, имеющих длину в диапазоне от 5 мм до 25 мм и линейную плотность в диапазоне от 0,5 денье до 15,0 денье (от 0,056 текс до 1,665 текс), причем упомянутые измельченные волокна являются гофрированными и покрыты веществом, обеспечивающим скольжение, или замасливателем, таким образом, чтобы упомянутые измельченные синтетические волокна были аэродинамически захвачены бородками кластеров натурального пуха с образованием распушиваемого теплоизоляционного материала, являющегося распушиваемым при использовании обычного оборудования.
12. Способ по п. 11, согласно которому натуральные волокна обрабатывают водоотталкивающим веществом для придания водоотталкивающей способности.
13. Способ по п. 11, согласно которому химическое вещество, используемое для придания водоотталкивающей способности, является водоотталкивающим веществом, веществом, придающим бактериальную стойкость, термофиксируемым раствором ацетата циркония, обладающим низким уровнем трения.
14. Способ по п. 11, согласно которому кластеры натурального пуха являются кластерами натурального пуха, обработанными ацетатом циркония.
15. Способ по п. 11, согласно которому измельченные синтетические волокна покрывают кремнийорганическим веществом, обеспечивающим скольжение.
16. Способ по п. 11, согласно которому синтетические волокна выбирают из группы, состоящей из волокон из: полиамида, сложного полиэфира, акрилового полимера, ацетата, нейлона, полиолефина и их сочетаний.
17. Способ по любому из пп. 11-16, согласно которому синтетические волокна являются волокнами из сложного полиэфира.
18. Способ по п. 11, согласно которому дополнительно вводят теплоизоляционный материал в предметы одежды, спальные мешки, постельные принадлежности или другие теплоизоляционные изделия, в которых используют пух.
19. Способ по п. 12, согласно которому водоотталкивающую способность придают посредством использования технологии модификации энергии, включающей плазменную обработку.
