Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОСЛОЙНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ

Предлагаемое изобретение относится к легкой промышленности, техническое решение изобретения направлено на разработку многослойного комбинированного материала для одежды различного функционального назначения.

Производство современных многослойных материалов связано с различными комбинациями текстильных полотен с полимерными материалами (холсты из скрепленных полимерных волокон, пленки, закрытоячеистые вспененные материалы и др.).

В патентах РФ №№20004169, 2004170, 20004171 холст из скрепленных между собой волокон полимера «Синтепон» арт. 935568 используют как объемный утеплитель, расположенный между двумя текстильными полотнами. Данные технические решения позволили улучшить упругоэластические свойства изделий и повысить их формоустойчивость. В указанных технических решениях отсутствуют показатели гигиенических и теплофизических свойств готовых материалов.

В патенте РФ №2106100 описано техническое решение по созданию пакета материалов для утепленного белья, включающее верхний и нижний слои из текстильный материалов, имеющих ворсистую поверхность (или ворсованных с двух сторон), расположенную внутри пакета, и промежуточный слой из оленьей шерсти с поверхностной плотностью 120 г/м² при тепловом сопротивлении пакета утепленного белья не менее 0,196 м²·град/Вт и его гигроскопичности не менее 16%.

В издании «Искусственные кожи для верха обуви и методика их оценки», авторы В.А.Егорычева, С.П.Скворчинская, «Легкая индустрия», М., 1970, с.80, приведены данные о потере влаги организмом человека при различной работе в зависимости от температуры воздуха. Сопоставляя с тем, что тепловое сопротивление уменьшается с ростом выделяемой организмом человека и поглощенной гигроскопичным элементом пакета влаги, отмечаем, что для предложенного пакета утепленного материала представленных показателей недостаточно.

Аналогичными недостатками характеризуются технические решения по патентам РФ №2129815 и 2170048, где в первом случае для поддержания комфортного теплового режима используют для основного слоя малопроницаемую ткань с воздухопроницаемостью до 50 л/м²·с, синтетический или натуральный объемный утеплитель и воздухопроницаемую подкладку с воздухопроницаемостью от 50 до 400 л/м²·с, а во втором техническом решении - пакет теплосберегающей одежды в качестве утеплителя содержит несколько слоев закрытоячеистого пенополиэтилена с плотностью 20-50 кг/м³ и толщиной 0,5-3,0 мм. Теплофизические и гигиенические показатели в данных технических решениях отсутствуют.

В патенте РФ №2255637 представленное техническое решение связывает тепловое сопротивление пакета многослойного текстильного материала, где в качестве промежуточного слоя используют полиолефиновую пленку толщиной 40-120 мкм с одно- или двусторонней алюминиевой металлизацией, с его паропроницаемостью. Получаемый материал имеет:

тепловое сопротивление - 0,11-0,12 м² град/Вт;

паропроницаемость - 12,11-13,1 мг/м²·с.

Материал имеет изнаночный слой из искусственного меха и предназначен для внутренних деталей зимней обуви. Однако в данном решении нет данных о пакете обувного материала, где нижний слой - предложенный материал, а верхний из натуральной или искусственной кожи.

Является установленным фактом, что увеличение теплопотерь через пакеты одежды из многослойных комбинированных материалов зависит от влаги, скапливаемой в слоях материала в результате потоотделения, и выделяемое телом тепло уходит с влагой наружу, поскольку теплопроводность воды значительно выше теплопроводности текстильных материалов и воздуха. (Коэффициент теплопроводности воды составляет 0,6 Вт/м·град) [См., например: С.Н.Ильин, М.Х.Берштейн «Искусственные кожи». М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с.60-61; В.А.Егорычева, С.П.Скворчинская «Искусственные кожи для верха обуви и методика их оценки». М.: Легкая индустрия, 1970,с. 105-113; Г.Н.Кукин и др. «Текстильное материаловедение». М.: Легпромиздат, 1992, с.173-176].

Аналогом предложенного технического решения является решение, предложенное в патенте РФ №2404896, в котором в качестве полимерного слоя используют пористый полиэфируретан (ПЭУ). Из описания изобретения известно, что многослойный комбинированный материал включает лицевую ткань с поверхностной плотностью 110-230 г/м² и присоединенный к нему пористый ПЭУ-слой при соотношении по массе слоев материала соответственно: 41-73: 27-59, адгезионный слой 15-20 г/м², нижний слой - 50-70 г/м². Расчеты показали, что многослойный комбинированный материал имеет следующие показатели:

(*В дальнейшем для удобства расчетов объединяли поверхностные плотности полимерных слоев, например, пористый ПЭУ-слой - 158 г/м² суммируется с поверхностной плотностью адгезионного слоя - 15 г/м². В результате в расчете пористый ПЭУ-слой имеет поверхностную плотность 173 г/м².)

Микропористый ПЭУ-слой получают из композиции состава (по сухому веществу на 1 м² в мас.%): ПЭУ - 68,2-73,0; поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 2,0-2,61; микрокристаллическая целлюлоза - 25,0-29,4, которая перед нанесением на лицевую ткань разбавляется диметилформамидом (ДМФА) до вязкости 170-180 пуаз.

Прототипом предлагаемого технического решения является конструкция многослойного комбинированного материала, описанная в патенте РФ №2412625, основным элементом которого является мембрана, сформированная коагуляционным методом на изнаночной стороне тканого полотна из композиции состава, мас.%:

ПЭУ - 79-97,7,

ПАВ - 0,2-1,0,

микрокристаллическая целлюлоза - 2,0-20,0,

разбавленной ДМФА до вязкости 170 пуаз.

Готовый пакет комбинированного материала имеет паропроницаемость - 690-720 г/м²·сутки. Однако данные технические решения не имеют сведений о теплофизических свойствах комбинированного материала.

Техническая задача предлагаемого изобретения - разработка конструкции многослойного комбинированного материала для одежды различного функционального назначения, в которой оптимизированы теплофизические и гигиенические показатели.

Поставленная техническая задача решается тем, что в многослойном комбинированном материале, включающем верхний слой из текстильного полотна с нанесенным на его изнаночную сторону пористым полимерным слоем, адгезионный и нижний слои, пористый полимерный слой формируют на изнаночной стороне текстильного полотна верхнего слоя из композиции состава (мас.%):

с привесом по сухому веществу 58-62 г/м², разбавленной ДМФА до вязкости 170 пуаз, при этом текстильное полотно верхнего слоя материала имеет поверхностную плотность - 128-301 г/м², коэффициент теплопроводности - 0,042-0,078 Вт/м·град, паропроницаемость не менее 696 г/м²·сутки, а текстильное полотно нижнего слоя имеет поверхностную плотность - 204-433 г/м², коэффициент теплопроводности - 0,052-0,082 Вт/м·град, паропроницаемость не менее 722 г/м²·сутки при минимальной поверхностной плотности многослойного комбинированного материала - 417 г/м², коэффициенте теплопроводности не выше 0,046 Вт/м·град, паропроницаемости не менее 652 г/м²·сутки и соотношении слоев материала по массе - 0,31:0,49:0,20, а при максимальной поверхностной плотности многослойного комбинированного материала, равной 819 г/м², имеет коэффициент теплопроводности не выше 0,056 Вт/м·град, паропроницаемость - не менее 765,6 г/м²·сутки и соотношение слоев материала по массе - 0,37:0,53:0,10. Варианты исполнения многослойного комбинированного материала в виде готовых пакетов имеют:

По изобретению использовали:

1. Текстильные полотна производства Брянского камвольного комбината (БКК);

2. Ворсованные трикотажные полотна фирмы "Biruna" (Польша);

3. Трикотажный мех производства ЗАО «Промсинтекс» г.Оренбург;

4. Ткань плащевая полиэфирная (ПЭ) (ГОСТ 28486-90);

Артикулы, состав и свойства текстильных полотен представлены в таблице №1.

5. Полиэфируретан (ПЭУ) марки «Витур-0512», «Витур-0515», растворы с содержанием сухого вещества 25% - ТУ 6-55-221-085-89;

6. Диметилформамид (ДМФА) - ТУ 6-09-3720-93;

7. Поверхностно-активное вещество (ПАВ) ОП-10 ГОСТ 8433-93;

8. Ди-(2-этилгексил)фталат (ДОФ) - ГОСТ 87728-88;

9. Микрокристаллическая целлюлоза - ТУ75.05706-55-90;

10. Порошковые термопласты фирмы "ROWA KAG", Германия, торговые марки: «Ровалит» - 300-1/28/0-300», Тпл. 102-105°C;

«Ровалит» - 300-1/28/0-300, Тпл. 125-128°C;

«Ровалит» - 100-20/80-200, Тпл. 126-129°C.

Изобретение иллюстрируют примеры:

Пример 1.

На изнаночную сторону текстильного полотна (ГОСТ 28486-90) с поверхностной плотностью 128 г/м², коэффициентом теплопроводности 0,042 Вт/м·град, паропроницаемостью 887 г/м²·сутки, ножевой раклей с зазором 0,25 мм на жестком столе наносят композицию, разбавленную ДМФА до вязкости 170 пуаз, состава (мас.%.):

с привесом по сухому веществу 58 г/м², и после коагуляции, отмывки ламината от ДМФА и его сушки ламинат дублируют со стороны мембраны с трикотажным полотном арт. 02447552 F с поверхностной плотностью 204 г/м², коэффициентом теплопроводности 0,059 Вт/м·град и паропроницаемостью 817,8 г/м²·сутки с получением многослойного комбинированного материала, готовый пакет которого имеет:

(*См. примечание выше)

Термоклеевое покрытие представляет собой хаотично расположенные термоклеевые точки диаметром до 1 мм, расположенные на расстоянии до 3 мм с поверхностной плотностью 27 г/м², свойства материала представлены в таблице 3.

Пример 2.

Аналогично примеру 1 получают многослойный комбинированный материал, включающий текстильное полотно для верхнего слоя с поверхностной плотностью 301 г/м² (см. таблицу №1), коэффициентом теплопроводности 0,052 Вт/м·град и паропроницаемостью 1026,6 г/м²·сутки с сформированной на его изнаночной стороне мембраны из композиции состава (мас.%):

разбавленной ДМФА до вязкости 170 пуаз с привесом по сухому веществу - 60 г/м². Ламинат дублируют с текстильным полотном нижнего слоя материала, имеющего поверхностную плотность 433 г/м², коэффициент теплопроводности 0,058 Вт/м·град и паропроницаемость 745 г/м²·сутки.

Готовый пакет многослойного комбинированного материала имеет:

соотношение слоев по массе: 0,37:0,53:0,10.

Свойства материала представлены в таблице 3.

Аналогично примерам 1 и 2 готовят многослойные комбинированные материалы из композиций, составы и соотношение слоев которых представлены в таблице 2. По примеру 4 мембрана не формировалась, т.к. слой полимерного покрытия формировался дискретно (привес полимерного покрытия недостаточен).

Свойства многослойного комбинированного материала по примеру 5 представлены в таблице 3.

В таблице 1 приведены характеристики исходных текстильных полотен верхнего и нижнего слоев для получения многослойных комбинированных материалов.

В таблице 4 представлены физико-механические показатели группы многослойных материалов, соотнесенные с паропроницаемостью и коэффициентом теплопроводности.

По техническому решению, предложенному в описании патента РФ №2404896, пакеты многослойных комбинированных материалов можно формировать за счет варьирования соотношениями по массе материалов верхнего слоя и ПЭУ пористого слоя, что ограничивает ассортимент материалов для одежды. Формирование пакетов многослойных материалов по прототипу ограничено соотношениями по массе верхнего слоя материала и почти постоянной величиной доли мембраны. Данные, представленные в таблице 5, свидетельствуют о том, что предложенная конструкция многослойного комбинированного материала обеспечивает значительное расширение ассортимента одежных материалов, что подтверждается нижеприведенными данными.

Анализ таблиц 3 и 4 в сопоставлении с существующими материалами для верхней одежды типа искусственной кожи свидетельствует о том, что теплосберегающие и гигиенические показатели предложенных многослойных комбинированных материалов обеспечат комфортные свойства одежды в диапазоне температур от 0 до минус 10°С, т.к. при малой гигроскопичности материалов и удовлетворительной паропроницаемости не происходит конденсации влаги в объеме материала и резкого изменения коэффициента теплопроводности.

Для сравнения приведены коэффициенты теплопроводности известных искусственных материалов для одежды (Вт/м·град):

При паропроницаемости не менее 602,5 г/м²·сутки (см С.Н.Ильин, М.Х.Берштейн, «Искусственные кожи». - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с 60-61).