Нетканий текстильний матеріал

Реферат: Нетканий текстильний матеріал у вигляді шару об'ємного волокна, дубльованого з кожної сторони шаром поліпропіленового полотна. Об'ємний шар виконаний з оброблених антиелектростатиком вогнестійкого поліефірного волокна або суміші вогнестійких синтетичних волокон. Кожний шар поліпропіленового полотна містить антипіренову та/або антистатичну добавку. При цьому зазначені шари з'єднані прошивним методом із використанням антистатичної нитки з однієї сторони матеріалу і поліестрової нитки з іншої його сторони. UA 97601 U (12) UA 97601 U UA 97601 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструкції утеплюючого шару верхнього, переважно спеціального, одягу і може використовуватися для виготовлення текстильних виробів, що комплексно захищають людину від основних факторів негативного впливу умов експлуатації й агресивних середовищ: низьких температур, статичної електрики, вогню, механічних навантажень на одяг у процесі активної діяльності та ряду інших. Такого роду текстильний утеплювач може застосовуватися як у зимових і демісезонних пальто, куртках, комбінезонах і т.п. для масового споживача, так і для робочої форми металургів, пожежників, зварників, енергетиків, рятувальників, працівників нафтогазових і хімічних виробництв, в обмундируванні військових, альпіністів, полярників. Крім того, нетканий багатошаровий текстильний матеріал, що заявляється, може бути застосований для виробництва туристичного спорядження, деяких видів постільних приналежностей (наприклад, для обладнання спальних місць у поїздах (наматрацники, ковдри)), елементів м'яких меблів. Практика створення сучасного захисного (як, втім, і побутового) верхнього одягу формує потребу в універсальному й ефективному матеріалі, що одночасно охороняє від холоду, пожежовибухонебезпечних умов і ситуацій, стійкого до впливу шкідливих хімічних речовин, при цьому таким, що має високі експлуатаційні характеристики: міцність, легкість, пластичність, гігієнічність, а також, невисоку вартість. Все більш широке застосування у виготовленні утеплюючого текстильного матеріалу (що розташовується між тканинами верху і підкладкою) для таких виробів знаходять синтетичні волокна і матеріали. Однак, затребуваний фахівцями, що роблять різноманітний одяг, утеплюючий матеріал, реалізує принцип "максимум позитивних якостей в одному", нелегкоздійсненний. Наявні розробки, як правило, представляють текстильні матеріали, що досягають гарного результату по одному (у рідких випадках доповнюючи іншим) з перерахованих вище показників: або теплозахист, або зносостійкість, або антистатичний захист, або вогнестійкість і т.п. До того ж, особливість більшості синтетичних полімерних матеріалів така, що їх неможливо зробити повністю негорючими, а багато які з них, як правило, добре електризуються. Тому пошук більш гнучкого та практичного рішення в даному контексті досить актуальний. Відомий нетканий матеріал із антистатичними властивостями [BY 10470 СІ 2008.04.30; RU 2308316 СІ], що включає скріплені між собою шари синтетичного об'ємного волокнанаповнювача та розташованого з обох його зовнішніх сторін каркасного поліпропіленового полотна щільністю 17-25 г/м, а також електропровідні включення - вуглецеві або металізовані нитки, розташовані з обох зовнішніх сторін каркасного поліпропіленового полотна симетрично відносно один одного у вигляді кліток зі стороною не більше 15 см, при цьому електропровідні нитки переплетені між собою за товщиною матеріалу, за допомогою чого шари скріплені між собою. Сумарна напруженість електростатичного поля всередині даного матеріалу дорівнює 0, при цьому не відбувається погіршення його теплозахисних властивостей. Однак такий матеріал, рекомендований для використання у пожежовибухонебезпечних умовах, не має належних вогнезахисних властивостей: при попаданні у відкрите полум'я, при різкому збільшенні високотемпературного впливу він зазнає швидкої термодеструкції, що є його істотним недоліком. Відомий вироблений у Російській Федерації напівм'якостійкий утеплювач для зимового спецодягу працівників паливно-енергетичного комплексу "Холлофайбер ПЕК" [ТУ 8391-01171327041-2006], що представляє собою об'ємне термоскріплене полотно зі 100 % синтетичних волокон. Додатковий захист від статичної електрики досягається спеціальною обробкою волокон. Але даний нетканий матеріал не має високу вогнестійкість, а лише не поширює полум'я в досить вузькому температурно-часовому інтервалі: не належать до групи легкозаймистих. До того ж, спосіб поверхневого нанесення на волокна антистатичного покриття або використання антистатичного просочення тільки зменшує ймовірність виникнення розряду статичної напруги, не забезпечує іскрогасіння за всією масою волокнистого матеріалу. Антистатичні характеристики такого утеплювача швидко втрачаються після прання та хімчисток, а, отже, вимагають додаткових витрат для їхнього відновлення. Відомий нетканий вогнестійкий матеріал для спецодягу [RU 2361973 СІ 20.07.2009], виконаний з термостійких метаарамідних волокон, змішаних у певному співвідношенні з поліефірними волокнами зниженої горючості та регенерованими метаарамідними волокнами і нитками, отриманий шляхом голкопроколювання. Недоліком даного матеріалу є його 2 ефективність лише в діапазоні поверхневої щільності від 150 до 170 г/м . Також, скріплення хімічних волокон методом голкопроколювання має обмеження як за оптимальною глибиною - 12 мм (зменшення глибини проколювання веде до зниження міцності матеріалу, а збільшення сприяє його руйнуванню та погіршенню товарного вигляду), так і за щільністю проколювання 2 200 г/см (її зменшення знижує міцність і вогнестійкість матеріалу, а збільшення веде до 1 UA 97601 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розущільнення та зменшення міцності та вогнестійких властивостей). Крім того, слід мати на увазі дорожнечу метаарамідного волокна і, відповідно, високу вартість даного матеріалу. Найбільш близьким по технічній суті до заявленої корисної моделі (прототипом) є нетканий стьобаний текстильний матеріал [BY 9171 U 2013.04.30; RU 132807 U1], у вигляді шару об'ємного волокна, дубльованого з кожної сторони шаром поліпропіленового полотна, при цьому щонайменше на одну зі сторін щонайменше одного з шарів поліпропіленового полотна нанесене металізоване покриття. Маючи високі теплозахисні властивості, даний матеріал не задовольняє настільки ж високим вимогам вогнезахисту й антистатичного захисту. Задача корисної моделі полягає в створенні нетканого текстильного матеріалу, що має підвищені характеристики антистатичного захисту і вогнезахисту. Поставлена задача вирішується нетканим стьобаним текстильним матеріалом у вигляді шару об'ємного волокна, дубльованого з кожної сторони шаром поліпропіленового полотна, при цьому об'ємний шар виконаний з оброблених антиелектростатиком вогнестійкого поліефірного волокна або суміші вогнестійких синтетичних волокон, а кожний шар поліпропіленового полотна містить антипіренову та/або антистатичну добавку, при цьому зазначені шари з'єднані прошивним методом із використанням антистатичної нитки з однієї сторони матеріалу і поліестрової нитки з іншої його сторони. У найкращих варіантах реалізації корисної моделі, що заявляється, використовують поліпропіленове полотно, в яке антистатична та/або антипіренова добавки введені у процесі виробництва зазначеного полотна шляхом хімічної модифікації полімеру в масі, а також алюмінізоване поліпропіленове полотно. Корисна модель, що заявляється, в одному з варіантів своєї реалізації наведена на кресленні, на якій схематично зображений нетканий багатошаровий текстильний матеріал, що утеплює, який складається з об'ємного шару вогнестійкого синтетичного волокна 1, що утворює внутрішню основу нетканого матеріалу, і шарів площинних поліпропіленових полотен із антипіреновими й антистатичними добавками 2, що покривають обидві поверхні волокнистого шару 1 по всій його площі, які скріплені між собою прошивним способом: з однієї сторони антистатичною ниткою 3, а з іншої сторони поліестровою ниткою 4 (умовний малюнок стьобання "паралельні прямі"). Шар синтетичного об'ємного волокна одержують з суміші непідтримуючого горіння порожнього звитого поліефірного волокна, обробленого вогнезахисним засобом, і волокна поліефірного зі зниженою горючістю, що досягається у процесі його виробництва методом модифікації хімічними елементами в масі (кисневий індекс 32 %). При виготовленні даного шару проводиться емульсування суміші поліефірних волокон препаратом-антистатиком, що знижує електричний опір обробленого матеріалу не менше ніж в 2-3 рази. Далі, на отриманий методом машинного прочосу і розкладки об'ємний шар нетканого волокнистого матеріалу на обох його протилежних поверхнях розміщають поліпропіленові полотна (виготовлені за технологією "спанбонд") з антипіреновими та/або антистатичними добавками. Поліпропіленове полотно з антипіреновими добавками має спеціальні параметри пожежостійкості (клас Е) і за результатами випробувань належить до вогненебезпечних матеріалів. Вогнезахисні властивості надають йому в процесі виробництва шляхом хімічної модифікації полімеру в масі. Антистатичний захист може надаватися поліпропіленовому полотну як у процесі виробництва шляхом хімічної модифікації полімеру в масі, так і методом нанесення відповідного додаткового покриття на полотно. Усі ці шари скріплюють в єдиний нетканий матеріал прошивним способом різними малюнками вистьобу на багатоголковому стьобальному устаткуванні певними нитками: з однієї сторони антистатичною ниткою (типу "Coats™ Protos steel" або "Durak™ AS"), з іншої поліестровою швейною ниткою (типу "Coats™ Trident Quilt" або "Pescon™ Т"). Таким чином, конструкція заявленого нетканого багатошарового текстильного матеріалу забезпечує багатоступінчастий захист: по-перше від вогню - бар'єрами на шляху полум'я послідовно виступають шар поліпропіленового полотна з антипіреновими добавками, пласт об'ємного шару з суміші непідтримуючих горіння поліефірних волокон із можливими добавками інших важкозаймистих синтетичних волокон, і знову шар поліпропіленового полотна з антипіреновими добавками; по-друге від статичної електрики - шар поліпропіленового полотна з антистатичними добавками, пласт об'ємного шару з суміші непідтримуючих горіння поліефірних волокон оброблений спеціальною антистатичною сумішшю, знову шар поліпропіленового полотна з антистатичними добавками, антистатична нитка, що скріплює всі шари нетканого текстильного матеріалу, що утеплює, і забезпечує "м'яке" стікання статичної електрики; по-третє від низьких температур, оскільки основою теплозахисту виступає об'ємний шар переплетених між собою пустотілих спіралеподібних поліефірних волокон і наявність повітряного прошарку між і всередині них, тому що саме повітря є ідеальним теплоізолювальником. Дублюючі шари 2 UA 97601 U 5 10 15 20 25 30 35 поліпропіленового полотна додатково екранують теплову енергію, що віддається тілом людини в умовах знижених температур, а з іншого боку створюють перешкоду для впливу холоду і вітру ззовні; по-четверте від механічних експлуатаційних навантажень за рахунок того, що поліпропіленові полотна, армуючи по обидва боки поверхню нетканого текстильного матеріалу, що утеплює, мають високу міцність, а прошивний спосіб скріплення всіх пластів багатошарового матеріалу значно збільшує розривне навантаження, що витримується ним, і стабілізує зміну лінійних розмірів після намокання, багаторазового розтягання та стискання. Крім названих якісних характеристик слід зазначити, що результати проведених випробувань свідчать про гігієнічність і санітарну безпечність заявленого матеріалу. Таким чином, досягається потрібний синергетичний ефект захисних якостей. Також слід зазначити поліфункціональну варіативність даного виробу: під необхідні умови експлуатації можна підсилювати певну захисну функцію. Наприклад, для посилення вогнезахисних властивостей можна при виробництві внутрішнього об'ємного шару нетканого матеріалу до непідтримуючих горіння поліефірних волокон додати певну кількість модакрилового волокна або поліоксадіазольне волокно, що суттєво підвищить вогнетривкі якості утеплювача. Об'ємний шар із вогнестійких хімічних волокон може бути армований з однієї поверхні поліпропіленовим полотном, що містить тільки антипіренові добавки, а з іншої поверхні поліпропіленовим полотном, що містить тільки антистатичні добавки. Наростити сумарний тепловий опір можна за рахунок збільшення (пряма залежність) поверхневої щільності волокнистого шару в діапазоні від 100 до 400 г/м, що оптимально забезпечує легкість та пластичність матеріалу. Підвищити ступінь антистатичного захисту даного матеріалу можна шляхом дублювання його поверхонь додатковими шарами алюмінізованих поліпропіленових полотен, що до того ж буде сприяти й зростанню теплозахисних характеристик. Додати щільності нетканому матеріалу дозволяє вибір малюнка прошиву, який скріплює його шари, що збільшує кількість стібків на одиницю площі: наприклад, замість стьобання ромбом зі сторонами 16 × 16 см застосувати прошив ромбом зі сторонами 8 × 8 см, або замість стьобання зиґзаґом із кроком між швами у 20 см прошити зиґзаґом із кроком у 10 см. Запропоноване конструктивно-технічне рішення дозволяє одержати нетканий багатошаровий текстильний матеріал із комплексним набором властивостей у сукупності, що забезпечують шукану споживачами універсальність, високу надійність й якість захисних характеристик виробу: від вогню, зовнішнього теплового випромінювання та конвективної теплоти; від накопичення статичної електрики; від знижених температур; від деструктивних механічних навантажень у процесі експлуатації. Використання в його виготовленні високоякісних комплектуючих білоруських виробників (ВАТ "Могилевхімволокно", ВАТ "СвітлогорськХімволокно") дозволяє суттєво знизити його вартість. Наявна у заявника практика виробництва дослідних зразків даного матеріалу свідчить про відповідність корисної моделі критерію промислового застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Нетканий текстильний матеріал у вигляді шару об'ємного волокна, дубльованого з кожної сторони шаром поліпропіленового полотна, який відрізняється тим, що об'ємний шар виконаний з оброблених антиелектростатиком вогнестійкого поліефірного волокна або суміші вогнестійких синтетичних волокон, а кожний шар поліпропіленового полотна містить антипіренову та/або антистатичну добавку, при цьому зазначені шари з'єднані прошивним методом із використанням антистатичної нитки з однієї сторони матеріалу і поліестрової нитки з іншої його сторони. 2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що використовують поліпропіленове полотно, в яке антистатична добавка введена у процесі його виробництва шляхом хімічної модифікації полімеру в масі. 3. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що використовують поліпропіленове полотно, в яке антипіренова добавка введена у процесі його виробництва шляхом хімічної модифікації полімеру в масі. 4. Матеріал за пп. 1-3, який відрізняється тим, що використовують алюмінізоване поліпропіленове полотно. 3 UA 97601 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4