Результат интеллектуальной деятельности: ДВУХСЛОЙНАЯ ЗАЩИТНАЯ ТКАНЬ

Изобретение относится к легкой промышленности, текстильному производству, может быть использовано для изготовления средств индивидуальной защиты кожного покрова человека или животных и позволяет улучшить гигиенические свойства.

Известен патент РФ №2429319, заявлен 13.08.2010, опубл. 20.09.2011, МНОГОСЛОЙНЫЙ СОРБЦИОННЫЙ ВОЛОКНИСТЫЙ ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ С ОГНЕЗАЩИТНЫМ МЕМБРАНОТКАНЕВЫМ СЛОЕМ.

Изобретение относится к многослойным сорбционным волокнистым защитным материалам. Многослойный сорбционный нетканый материал с огнезащитным мембранотканевым слоем состоит из 1-5 однородных или разнородных внутренних слоев нетканого высокопористого материала из наполненных твердыми сорбционными частицами волокон на основе полиакрилонитрила или его смеси с полиуретаном. В качестве наполнителя сорбционных слоев из нетканого высокопористого материала используют твердые частицы активированного угля, катионита или анионита с размерами частиц менее 6 мкм, размещенные в объеме нетканого высокопористого материала в количестве 38-64 мас.%. Сорбционные слои материала армированы приклеиванием расположенными с двух сторон сорбционных слоев наружным покровным и наружным подстилающим ткаными армирующими слоями, выполненными из вискозно-лавсанового основовязаного материала на основе высокопрочного полиэфирного волокна, содержащего 25-35 мас.% вискозного волокна. Для приклеивания используют клеевую порошковую композицию на основе сополимера этилена, содержащую на 100 массовых частей сополимера этилена 17-21% винилацетата и 0,0144-0,0176 массовых частей высокодисперсного гидрофобного неуплотненного диоксида кремния. Материал дополнительно оснащен со стороны своего наружного покровного тканого армирующего слоя огнезащитным мембранотканевым материалом, выполненным двухслойным из внутреннего мембранного слоя, прилегающего к поверхности наружного покровного тканого армирующего слоя, и наружного огнезащитного слоя. Соотношение толщины внутреннего мембранного слоя огнезащитного мембранотканевого материала к толщине его наружного огнезащитного слоя выбрано от 0,2 до 3,0. Внутренний мембранный слой материала выполнен с размером пор 0,15-0,65 мкм из сополимера поливинилиденфторида с 22-32 мас.% тетрафторэтилена. Материал мембранного слоя имеет паро-, воздухопроницаемость при 36°C 50-86 г/м²⋅ч, водоупорность 1,7-1,8 кгс/см², точку пузырька 0,4-0,6 кгс/см и поверхностную плотность 20-118 г/м². Наружный огнезащитный слой выполнен с линейной плотностью 38 текс, разрывной нагрузкой 100-2000 Н и разрывным удлинением 3,9-4,5% из двухкомпонентной комбинированной нити, первый компонент которой в виде стержня представляет собой арамидную комплексную нить или пряжу с линейной плотностью 6,3-14,3 текс, а второй компонент комбинированной нити в виде оплетки стержня с количеством витков 600-900 кр/м представляет собой целлюлозосодержащие нити или пряжу с линейной плотностью 10-30 текс. В арамидной нити или пряже используют полипарафенилентерефталамидные, полиметафенилентерефталамидные, сополипарафенилентерефталамидные или сополипарафениленбензимидазолтерефталамидные волокна с кислородным индексом более 30, а в качестве целлюлозосодержащей нити или пряжи используют модифицированную огнестойкую вискозную нить или пряжу. Ткань наружного слоя выполнена главным переплетением с поверхностной плотностью 150-200 г/м² при следующем соотношении компонентов, мас.%: арамидная нить 15-50, целлюлозосодержащая нить или пряжа 50-85. Обеспечивается повышение огнестойкости, водонепроницаемости, сопротивляемости проникновению ветра, аэрозольной непроницаемости, при сохранении высокой гигроскопичности и паро- воздухопроницаемости материала для отвода избытка влаги от поверхности кожного покрова человека.

Однако данное изобретение имеет следующие ограничения: запатентованная огнестойкая ткань не пригодна для защиты человека от:

1) HF - Высокочастотных электромагнитных полей, LF - Низкочастотных электрических полей переменного тока, не пригодна для изготовления одежды радиационной защиты, для экранирования средства индивидуальной защиты, ткань не способна блокировать и уменьшать радиационный вред от промышленного загрязнения.

2) Не является токопроводящей, не обладает высокой проводимостью и не пригодна для заземления и одежды с требованиями к подключению и т.п.

3) Не обладает устойчивыми антибактериальными свойствами, способными выдержать до ста промышленных стирок без потери антибактериальных свойств.

4) Не может сдерживать рост бактерий таких, как CandidaAlbicans, StaphylococcusAureus, и не способна бороться с продуктами и бактериями, связанными с потоотделением, вызывающими запах пота.

5) Серебро – продукт, созданный самой природой, экологичный на 100%, не вызывает аллергии или раздражения при прямом контакте с кожей. Запатентованное изделие не имеет аналогичных защитных качеств, а:

6) имеет очень низкие показатели воздухопроницаемости, что может негативно сказаться на работоспособности человека,

7) целюлозосодержащие нити для отвода влаги с поверхности кожного покрова человека не способны бороться с бактериями, связанными с продуктами потоотделения и устранить негативный запах пота в отличие функции серебра,

8) используемые в этом экземпляре частицы активированного угля не могут противостоять требованиям по уходу изделия по ГОСТ 60 промышленным стиркам, так как будут растворены компонентами стирального порошка,

9) входящие в состав в многослойный сорбционный волокнистый защитный материал с огнезащитным мембранотканевым слоем компоненты при горении или тлении могут выделять тактичный газ - это активированный уголь, полипропилен, лавсан, вискоза, винилацетат и др. Некоторые волокна запатентованной огнестойкой ткани способны оплавляться, течь и капать при нагреве, что может привести к травме.

Входящие в состав:

* Поливинилиденфторид (PVDF) - При нагревании свыше 350°C начинает разлагаться с выделением токсичных веществ, содержащих фтор, поэтому важно при эксплуатации материала не подвергать его воздействию критической температуры, в том числе огня. Это характеристики, взятые с сайта российского производителя данного компонента:

* http://www.vkpolymer.ru/materials/pvdf,

* Тетрафторэтилен - горючий газ. Температура самовоспламенения 190°C.

Чистый тетрафторэтилен - взрывоопасный газ при давлении выше 0,25 МПа. Инициаторы взрыва: кислород, пероксидные соединения, оксиды металлов переменной валентности. Данные взяты с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Тетрафторэтилен.

Известен патент РФ №2210648, заявлен 29.04.2002, опубл. 20.08.2003.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОГО МАТЕРИАЛА:

Изобретение относится к легкой промышленности и касается способа получения огнестойкого материала. Формируют двухслойное покрытие на тканевой подложке при нанесении композиции на основе кремнийорганического каучука с последующей сушкой каждого слоя покрытия. В качестве подложки используют ткань, выполненную из особопрочных волокон. Прочность ткани на разрыв составляет по основе не менее 1000 Н, а по - утку не менее 800 Н, поверхностная плотность - не менее 100 г/м², предпочтительно 100-170 г/м². В композицию дополнительно вводят аэросил и отвердитель. Слои покрытия сушат при температуре 170-220°C, при этом внутренний слой покрытия, примыкающий к подложке и составляющий 40-75 мас.% всего покрытия, формируют с плотностью 30-70 г/м², а наружный слой, примыкающий к внутреннему и составляющий 25-60 мас.% всего покрытия, формируют с плотностью 25-45 г/м². Для изготовления материала используют кремнийорганические каучуки, имеющие диапазон рабочих температур (-50)-(+250)°C, а вязкость - не менее 16000 мПа·с. Изобретение обеспечивает повышение прочностных свойств, огнестойкости, морозостойкости и водоупорности.

Однако данное изобретение имеет следующие ограничения:

заявленный способ изготовления огнестойкого материала не способен защитить человека от:

1) HF - Высокочастотных электромагнитных полей, LF - Низкочастотных электрических полей переменного тока, не пригодна для изготовления одежды радиационной защиты, для экранирования средства индивидуальной защиты, ткань не способна блокировать и уменьшать радиационный вред от промышленного загрязнения.

2) Не является токопроводящей, не обладает высокой проводимостью и не пригодна для заземления и одежды с требованиями к подключению и т.п.

3) Не имеет воздухопроницаемости, что серьезно снижает эксплуатационные характеристики. Одежда из этого огнезащитного материала может эксплуатироваться только очень короткий отрезок времени, не предназначена для постоянной носки.

4) Может привести к дополнительной термонагрузке, что, само по себе, является угрозой для здоровья. Не предназначена для постоянной носки.

5) Не имеет потоотводящих свойств, что может привести к росту и размножению бактерий, вызывающих раздражения кожи. Не может сдерживать рост бактерий таких, как CandidaAlbicans, StaphylococcusAureus, и не способна бороться с продуктами и бактериями связанными с потоотделением, вызывающими запах пота.

5) Не определен нижний слой «подложка», описаны только требования к нижнему слою, поэтому этот патент лишь на способ изготовления огнестойкого материала.

Известен патент РФ №2017871, ДВУСЛОЙНАЯ ТКАНЬ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ КОЖНОГО ПОКРОВА ЧЕЛОВЕКА ОТ ОГНЯ, заявлен 32.05.1991, опубликован 15.08.1994.

Двухслойная ткань для средств индивидуальной защиты кожного покрова человека от огня содержит наружный слой, состоящий из огнестойких нитей и выполненный полотняным переплетением. Внутренний слой выполнен вафельным переплетением с раппортом, равным восьми, и с чередованием в основе огнестойких и натуральных нитей. В раппорте переплетения I, П, IУ, У, УI, УШ нити основы - из натуральных волокон, Ш и УП нити - из огнестойких волокон. Слои соединены между собой 3-й и 7-й уточными нитями наружного слоя и огнестойкими основными нитями внутреннего слоя.

Это изобретение является наиболее близким по технической сущности решением относительно заявляемого решения.

Однако данная ткань имеет следующие ограничения:

заявленная ткань не пригодна для защиты человека от:

1) HF - Высокочастотных электромагнитных полей, LF - Низкочастотных электрических полей переменного тока, не пригодна для изготовления одежды радиационной защиты, для экранирование средства индивидуальной защиты, ткань не способна блокировать и уменьшать радиационный вред от промышленного загрязнения.

2) Не является токопроводящей, не обладает высокой проводимостью и не пригодна для заземления и одежды с требованиями к подключению и т.п.

3) Не обладает устойчивыми антибактериальными свойствами.

4) Не может сдерживать рост бактерий таких, как CandidaAlbicans, StaphylococcusAureus, и не способна бороться с продуктами и бактериями, связанными с потоотделением, вызывающими запах пота.

5) Решение не имеет состава или характеристик огнестойких нитей, что могло бы хоть как-то характеризовать ее целевую функциональную защиту.

Заявляемая ткань обеспечивает повышение прочностных свойств, огнестойкости, комфортна в использовании, является защитным экраном от электрических полей ВЧ или НЧ, а также антибактериальной.

Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение качества ткани.

Предложена двухслойная ткань из огнестойкой вискозы (FR viscose) с метаарамидом (MetaAramid), серебра (Silverfiberweaving) с сеткой из нитей нержавеющей стали (Steelfibergrid). На фиг. 1 показана ткань, имеющая огнестойкую сторону 1, токопроводящую сторону 2, слой 3 из метаарамида с вискозой, стальную сетку 4, серебряную пряжу 5.

Двусторонняя двухслойная ткань, с одной стороны (огнестойкая сторона/Fireresistant), слой выполнен из ткацкой пряжи Мета-Арамида и огнестойкой вискозы.

Слой с обратной стороны - токопроводящая сторона/защитный экран от электрических полей ВЧ или НЧ (Conductive/HF of LF Shielding) выполнен из ткацкой пряжи, состоящей из скрученных в нить волокон чистого серебра и вплетенной в структуру ткани сетки из нитей пряжи нержавеющей стали, оптимально 5×5 мм. Оба слоя (стороны) обладают синергетическим эффектом.

На фиг. 1 показана ткань, имеющая огнестойкую сторону 1, токопроводящую сторону 2, слой 3 из метаарамида с вискозой, стальную сетку 4, серебряную пряжу 5.

Вес ткани: 270 г-290 г/м²,

Ширина: 150 см, +/-2 см.

Результат испытаний

the test results of sample FR viscose/aramid/5*5 steel grid:

Плотность g/m² 270

Предел прочности при растяжении: N

- по долевой 1014

- по утку 1045

- Прочность на разрыв: N

- по долевой 115

- по утку 103

Воздухопроницаемость, dm³/m²*sec 162

Огнестойкость:

остаточное горение (с). 0 после воздействия огнем 2 с.

остаточное тление (с). 0 после воздействия огнем 2 с.

Текстура: Мягкая и безопасная для прямого контакта с кожей.

Функция:

1) Защита от HF (Высокочастотных электромагнитных полей), LF (Низкочастотных электрических полей переменного тока), типичным применением является одежда радиационной защиты, экранирование средства индивидуальной защиты (Защита от электромагнитных волн, ≥60 дБ эффективность экранирования более 99,99%), ткань предназначена блокировать и уменьшать радиационный вред от промышленного загрязнения. Ткань может найти применение в космической отрасли.

2) Токопроводящая 0.2 Ом/см, обладает высокой проводимостью и пригодна для заземления и одежды с требованиями к подключению и т.д.

3) Огнестойкая, негорючая, нерастворимая, не будет капать, плавиться или сжиматься в пламени. Рекомендована для применения в огнестойких костюмах, термоизоляции одежды при работе с огнем, при плавке, сварке, для защиты от электродуги.

4) Антибактериальное, серебряное волокно может сдерживать рост бактерий таких, как CandidaAlbicans, StaphylococcusAureus. позволяет убивать 650 различных видов бактерий, микробов, грибков, вирусов, вредных для человека.

Способна выдержать до ста промышленных стирок без потери антибактериальных, ВЧ или НЧ защитных свойств, без потери проводимости.

Таким образом,

* двухслойная ткань в отличие от описанных выше аналогов имеет одну сторону, сотканную полностью из 100% металла с поверхностным сопротивлением 0.8-1.0 Ом/см.

* можно применять для защиты в одежде обе стороны: с повышенной токопроводимостью - как защитный экран; и изоляционную - с огнезащитными свойствами.

* Обе стороны имеют текстуру, пригодную для прямого контакта с кожей.

* Для защитной одежды из предложенной ткани не будет требоваться дополнительная антибактериальная обработка, так как ткань имеет в составе сторону, сотканную из пряжи 100% волокон серебра что позволяет убивать 650 различных видов бактерий, микробов, грибков, вирусов, вредных для человека.

* Серебро обладает превосходной проводимостью 0.2 Ом/см, это продукт созданный самой природой, экологичный на 100%, не вызывает аллергии или раздражения. Одежда с серебром способна обеспечить максимально возможный комфорт, и регулировать потоотделение, что не может не отразиться на работоспособности человека и его самочувствии. Ткань может быть использована как средство защиты для животных.

* Сетка из нержавеющей стали: размер ячейки 5×5 мм, это сталь марки 316L, не вызывает аллергии, используется в промышленности при изготовлении корпусов дорогих наручных часов.