Водонепроникний паропроникний багатошаровий виріб, спосіб виготовлення такого виробу (варіанти)
Номер патенту: 93026
Опубліковано: 10.01.2011
Автори: Феррарезе Антоніо, Маттіоні Бруно, Полегато Моретті Маріо
Формула / Реферат
1. Водонепроникний паропроникний багатошаровий виріб, який включає в себе щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311), виготовлений з матеріалу, що є паропроникним та мікропористим, а також є принаймні частково гігроскопічним або таким, що може набути гігроскопічні властивості через деякий час, а також з'єднаний з ним щонайменше один другий шар (12, 112, 212, 312), який є водонепроникним та паропроникним.
2. Багатошаровий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311) включає в себе поліолефінову основу та частинки наповнювача.
3. Багатошаровий виріб за п. 2, який відрізняється тим, що молекулярна маса згаданого поліолефіну становить щонайменше 500000 г/моль.
4. Багатошаровий виріб за п. 3, який відрізняється тим, що молекулярна маса згаданого поліолефіну відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить від 4x106 г/моль до 7х106 г/моль.
5. Багатошаровий виріб за одним із пп. 2-4, який відрізняється тим, що згаданий поліолефін являє собою ізотактичний поліетилен або поліпропілен.
6. Багатошаровий виріб за одним із пп. 2-5, який відрізняється тим, що згаданий наповнювач відповідно до варіанта, якому віддається перевага, являє собою діоксид кремнію SiO2.
7. Багатошаровий виріб за п. 6, який відрізняється тим, що середній діаметр частинок діоксиду кремнію SiO2 по суті становить від 0,01 мкм до 20 мкм, в той час як середня площа поверхні згаданих частинок по суті становить від 30 м2/г до 950 м2/г.
8. Багатошаровий виріб за п. 6 або п. 7, який відрізняється тим, що середня площа поверхні згаданих частинок наповнювача відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить щонайменше 100 м2/г.
9. Багатошаровий виріб за одним або декількома з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311), виготовлений з мікропористого матеріалу, має діаметр пор менш ніж 1 мкм.
10. Багатошаровий виріб за одним або більше з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відповідно до варіанта, якому віддається перевага, більш ніж 50 % пор у згаданому щонайменше одному першому шарі (11, 111, 211, 311), виготовленому з мікропористого матеріалу, мають діаметр менш ніж 0,5 мкм.
11. Багатошаровий виріб за одним або більше з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що пористість згаданого щонайменше одного першого шару (11, 111, 211, 311), виготовленого з мікропористого матеріалу, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить щонайменше 50 %.
12. Багатошаровий виріб за одним або більше з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311), виготовлений з мікропористого матеріалу, має товщину, яка становить від 200 мкм до 1,5 см.
13. Багатошаровий виріб за п. 12, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311), виготовлений з мікропористого матеріалу, має товщину, яка відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить від 200 мкм до 600 мкм.
14. Багатошаровий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311) складається з мікропористої мембрани, що випускається фірмою "Дарамік Інк." (DARAMIC Inc.) та відома під торговельною маркою DARAMIC®.
15. Багатошаровий виріб за одним або більше з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий водонепроникний та паропроникний шар (12, 112) складається з мікропористого водовідштовхувального матеріалу на основі поліпропілену.
16. Багатошаровий виріб за п. 15, який відрізняється тим, що поліпропілен у згаданому мікропористому водовідштовхувальному матеріалі являє собою ізотактичний гомополімер.
17. Багатошаровий виріб за п. 1 або п. 14, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий шар (12, 112) складається з водовідштовхувальної мембрани, що випускається фірмою "Селгард Інк." (CELGARD Inc.) та відома під торговельною маркою CELGARD®.
18. Багатошаровий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий шар (12, 112) складається з полімеру на основі фторполімеру або полісилоксану, причому згаданий щонайменше один другий шар (12, 112) з'єднаний зі згаданим першим шаром (11, 111) шляхом нанесення на нього або занурення згаданого першого шару (11, 111) у ванну згаданого полімеру.
19. Багатошаровий виріб за п. 18, який відрізняється тим, що згаданий фторполімер випускається фірмою "Дюпон" (DuPont) і відомий під торговельною маркою Zonyl®.
20. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за будь-яким із попередніх пунктів, який включає:
приготування розчину або дисперсії базової суміші полімерів для згаданого першого шару (11, 111) у леткій рідині на органічній основі, що має низький поверхневий натяг, для виготовлення розчину для нанесення, який має певну в'язкість;
нанесення згаданого розчину на поверхню згаданого другого шару (12, 112), який вважається основою, для формування шару покриття на його поверхні;
випарювання летких компонентів нанесеної речовини для сприяння реакціям утворення міжмолекулярних зв'язків з поверхнею нанесення;
висушування цього покриття для видалення залишкової вологи.
21. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за одним із пп. 1-17, який включає з'єднання згаданого першого шару (11, 111) та згаданого другого шару (12, 112) шляхом нашарування одного зі згаданих шарів на інший.
22. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за одним із пп. 1-17, який включає з'єднання згаданого першого шару (11, 111), що має форму листа, та згаданого другого шару (12, 112), що також має форму листа, шляхом нанесення точок клею або шляхом застосування ультразвуку, або ж за допомогою високочастотного зварювання.
23. Багатошаровий виріб за одним або більше з пп. 1-14, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий шар (212, 312) складається з плівки, отриманої шляхом плазмового осадження.
24. Багатошаровий виріб за п. 23, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконують за умов холодної плазми у глибокому вакуумі.
25. Багатошаровий виріб за п. 23 або п. 24, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконується із застосуванням радіочастотного генератора, причому коливання електричного поля під час обробки мають частоту по суті від 13 МГц до 14 МГц.
26. Багатошаровий виріб за п. 25, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконують із застосуванням радіочастотного генератора, причому відповідно до варіанта, якому віддається перевага, коливання електричного поля під час обробки мають частоту порядку 13,56 МГц.
27. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-26, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконується за потужності застосовуваного для обробки електричного поля по суті від 50 Вт до 700 Вт.
28. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-27, який відрізняється тим, що тривалість згаданого плазмового осадження для мономеру на основі силоксану становить від 160 с до 600 с.
29. Багатошаровий виріб за п. 28, який відрізняється тим, що тривалість згаданого плазмового осадження для мономеру на основі силоксану становить по суті 420 с.
30. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-29, який відрізняється тим, що рівень вакууму під час згаданого плазмового осадження становить по суті від 10-1 мбар до 10-5 мбар (від 10-2 кПа до 10-6 кПа).
31. Багатошаровий виріб за п. 23, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконують за умов холодної плазми у глибокому вакуумі із застосуванням радіочастотного генератора, причому коливання електричного поля під час обробки мають частоту порядку 13,75 МГц, потужність застосованого електричного поля становить 300-500 Вт, а рівень вакууму становить від 10-1 мбар до 10-5 мбар (від 10-2 кПа до 10-6 кПа).
32. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що вихідний матеріал для плазмового осадження являє собою мономер на основі силоксану.
33. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що вихідний матеріал для плазмового осадження являє собою масловідштовхувальний та водовідштовхувальний фторполімер.
34. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що матеріал згаданого щонайменше одного другого шару (212, 312) являє собою полісилоксан.
35. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що матеріал згаданого щонайменше одного другого шару (212, 312) являє собою масловідштовхувальний та водовідштовхувальний фторполімер.
36. Багатошаровий виріб за п. 33 або п. 35, який відрізняється тим, що згаданий фторполімер випускається фірмою "Дюпон" (DuPont) і відомий під торговельною маркою Zonyl®.
37. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за будь-яким з пп. 23-34, який включає такі операції:
завантажування в реакційну камеру згаданого першого шару (211, 311) для нанесення на нього покриття;
доведення тиску у згаданій реакційній камері до потрібного вакууму;
збудження електричного розряду, що утворює плазму;
подавання вихідного мономеру у пароподібному стані у згадану реакційну камеру;
витримування протягом потрібного часу осадження.
38. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що включає операцію попередньої обробки, яка полягає в очищенні поверхні згаданого першого шару (211, 311) шляхом обробки інертним газом, який подається усередину згаданої реакційної камери.
Текст
1. Водонепроникний паропроникний багатошаровий виріб, який включає в себе щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311), виготовлений з матеріалу, що є паропроникним та мікропористим, а також є принаймні частково гігроскопічним або таким, що може набути гігроскопічні властивості через деякий час, а також з'єднаний з ним щонайменше один другий шар (12, 112, 212, 312), який є водонепроникним та паропроникним. 2. Багатошаровий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311) включає в себе поліолефінову основу та частинки наповнювача. 3. Багатошаровий виріб за п. 2, який відрізняється тим, що молекулярна маса згаданого поліолефіну становить щонайменше 500000 г/моль. 4. Багатошаровий виріб за п. 3, який відрізняється тим, що молекулярна маса згаданого поліолефіну відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить від 4 106 г/моль до 7 106 г/моль. 5. Багатошаровий виріб за одним із пп. 2-4, який відрізняється тим, що згаданий поліолефін являє собою ізотактичний поліетилен або поліпропілен. 2 (19) 1 3 пористого матеріалу, має товщину, яка відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить від 200 мкм до 600 мкм. 14. Багатошаровий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один перший шар (11, 111, 211, 311) складається з мікропористої мембрани, що випускається фірмою "Дарамік Інк." (DARAMIC Inc.) та відома під торговельною маркою DARAMIC®. 15. Багатошаровий виріб за одним або більше з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий водонепроникний та паропроникний шар (12, 112) складається з мікропористого водовідштовхувального матеріалу на основі поліпропілену. 16. Багатошаровий виріб за п. 15, який відрізняється тим, що поліпропілен у згаданому мікропористому водовідштовхувальному матеріалі являє собою ізотактичний гомополімер. 17. Багатошаровий виріб за п. 1 або п. 14, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий шар (12, 112) складається з водовідштовхувальної мембрани, що випускається фірмою "Селгард Інк." (CELGARD Inc.) та відома під торговельною маркою CELGARD®. 18. Багатошаровий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий шар (12, 112) складається з полімеру на основі фторполімеру або полісилоксану, причому згаданий щонайменше один другий шар (12, 112) з'єднаний зі згаданим першим шаром (11, 111) шляхом нанесення на нього або занурення згаданого першого шару (11, 111) у ванну згаданого полімеру. 19. Багатошаровий виріб за п. 18, який відрізняється тим, що згаданий фторполімер випускається фірмою "Дюпон" (DuPont) і відомий під торговельною маркою Zonyl®. 20. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за будь-яким із попередніх пунктів, який включає: приготування розчину або дисперсії базової суміші полімерів для згаданого першого шару (11, 111) у леткій рідині на органічній основі, що має низький поверхневий натяг, для виготовлення розчину для нанесення, який має певну в'язкість; нанесення згаданого розчину на поверхню згаданого другого шару (12, 112), який вважається основою, для формування шару покриття на його поверхні; випарювання летких компонентів нанесеної речовини для сприяння реакціям утворення міжмолекулярних зв'язків з поверхнею нанесення; висушування цього покриття для видалення залишкової вологи. 21. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за одним із пп. 1-17, який включає з'єднання згаданого першого шару (11, 111) та згаданого другого шару (12, 112) шляхом нашарування одного зі згаданих шарів на інший. 22. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за одним із пп. 1-17, який включає з'єднання згаданого першого шару (11, 111), що має форму листа, та згаданого другого шару (12, 112), що також має форму листа, шляхом нанесення точок 93026 4 клею або шляхом застосування ультразвуку, або ж за допомогою високочастотного зварювання. 23. Багатошаровий виріб за одним або більше з пп. 1-14, який відрізняється тим, що згаданий щонайменше один другий шар (212, 312) складається з плівки, отриманої шляхом плазмового осадження. 24. Багатошаровий виріб за п. 23, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконують за умов холодної плазми у глибокому вакуумі. 25. Багатошаровий виріб за п. 23 або п. 24, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконується із застосуванням радіочастотного генератора, причому коливання електричного поля під час обробки мають частоту по суті від 13 МГц до 14 МГц. 26. Багатошаровий виріб за п. 25, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконують із застосуванням радіочастотного генератора, причому відповідно до варіанта,якому віддається перевага, коливання електричного поля під час обробки мають частоту порядку 13,56 МГц. 27. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-26, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконується за потужності застосовуваного для обробки електричного поля по суті від 50 Вт до 700 Вт. 28. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-27, який відрізняється тим, що тривалість згаданого плазмового осадження для мономеру на основі силоксану становить від 160 с до 600 с. 29. Багатошаровий виріб за п. 28, який відрізняється тим, що тривалість згаданого плазмового осадження для мономеру на основі силоксану становить по суті 420 с. 30. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-29, який відрізняється тим, що рівень вакууму під час згаданого плазмового осадження становить по суті -1 -5 -2 -6 від 10 мбар до 10 мбар (від 10 кПа до 10 кПа). 31. Багатошаровий виріб за п. 23, який відрізняється тим, що згадане плазмове осадження виконують за умов холодної плазми у глибокому вакуумі із застосуванням радіочастотного генератора, причому коливання електричного поля під час обробки мають частоту порядку 13,75 МГц, потужність застосованого електричного поля становить 300-500 Вт, а рівень вакууму становить від 10-1 мбар до 10-5 мбар (від 10-2 кПа до 10-6 кПа). 32. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що вихідний матеріал для плазмового осадження являє собою мономер на основі силоксану. 33. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що вихідний матеріал для плазмового осадження являє собою масловідштовхувальний та водовідштовхувальний фторполімер. 34. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що матеріал згаданого щонайменше одного другого шару (212, 312) являє собою полісилоксан. 5 93026 6 35. Багатошаровий виріб за одним із пп. 23-31, який відрізняється тим, що матеріал згаданого щонайменше одного другого шару (212, 312) являє собою масловідштовхувальний та водовідштовхувальний фторполімер. 36. Багатошаровий виріб за п. 33 або п. 35, який відрізняється тим, що згаданий фторполімер випускається фірмою "Дюпон" (DuPont) і відомий під торговельною маркою Zonyl®. 37. Спосіб виготовлення багатошарового виробу за будь-яким з пп. 23-34, який включає такі операції: завантажування в реакційну камеру згаданого першого шару (211, 311) для нанесення на нього покриття; доведення тиску у згаданій реакційній камері до потрібного вакууму; збудження електричного розряду, що утворює плазму; подавання вихідного мономеру у пароподібному стані у згадану реакційну камеру; витримування протягом потрібного часу осадження. 38. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що включає операцію попередньої обробки, яка полягає в очищенні поверхні згаданого першого шару (211, 311) шляхом обробки інертним газом, який подається усередину згаданої реакційної камери. Галузь техніки Цей винахід стосується водонепроникних паропроникних виробів. Рівень техніки Водонепроникні паропроникні багатошарові вироби, які на практиці являють собою мембрану на основі політетрафторетилену, у цей час відомі, зокрема, у галузі виробництва взуття та одягу. Така мембрана приєднується до тканини, яка утворює предмет одягу, для того, щоб уможливити відповідне проникнення водяної пари, що утворюється внаслідок потовиділення тіла у середовищі, обмеженому цим предметом одягу. Одночасно цей предмет одягу повинен уможливлювати відповідну водонепроникність також для зберігання тіла сухим. Те саме справедливо і для взуття: мембрани цього типу прикріплюються до верху та підошви взуття. У цьому відношенні слід зазначити, що більша частина потовиділення ноги відбувається на межі між підошвою ноги та підошвою взуття. Незважаючи на те, що відомі останнім часом мембрани застосовуються вже кілька років та беззаперечно визнаються здатними забезпечувати відповідну водонепроникність та оптимальну проникність для водяної пари та повітря, вони мають аспекти, які можуть бути вдосконалені. Ці мембрани мають низьку міцність і на практиці легко рвуться. Для надання міцності вони приєднуються, звичайно шляхом нашарування, до опорної сітки, виготовленої з пластику, яка неминуче зменшує їх проникність для водяної пари або повітря. У жодному випадку приєднання до сітки не є достатнім для досягнення прийнятних характеристик міцності. Внаслідок обмеженої цілісності цих мембран очевидно, що такі мембрани нездатні самостійно забезпечувати несучу здатність. З цієї причини, наприклад, у підошвах, мембрана (яка є виконаною як єдине ціле із сіткою) повинна бути приєднаною до основ, які здатні задовільно її підтримувати. Крім того, слід зазначити, що коли з будь-якої конкретної причини піт конденсується всередині середовища, яке обмежено згаданими мембранами та має залишатися сухим, такий піт більше не може бути відведеним та спричиняє неприємний ефект "зволоження". Розкриття суті винаходу Метою винаходу є створення водонепроникного паропроникного багатошарового виробу, який усуває недоліки, відзначені у відомих виробів. У межах цієї мети однією із задач цього винаходу є створення водонепроникного паропроникного багатошарового виробу, який має конструктивну міцність. Іншою задачею цього винаходу є створення водонепроникного паропроникного багатошарового виробу, який є особливо паропроникним або повітря. Іншою задачею цього винаходу є створення водонепроникного паропроникного багатошарового виробу, який є здатним самостійно забезпечувати несучу здатність. Іншою задачею цього винаходу є створення водонепроникного паропроникного багатошарового виробу, який може бути виготовлений із застосуванням відомого обладнання та технологій. Ця мета досягається, а вказані та інші задачі, які пояснюються нижче, вирішуються шляхом створення водонепроникного паропроникного багатошарового виробу, який відрізняється тим, що включає в себе щонайменше один перший шар, виготовлений з матеріалу, який є паропроникним та мікропористим, а також принаймні частково гігроскопічним або таким, що може набувати гігроскопічні властивості через певний час, а також включає в себе щонайменше один другий шар, який є водонепроникним та паропроникним. Стислий опис креслень Подальші характерні ознаки і переваги винаходу стануть більш очевидними з опису двох варіантів його здійснення, яким віддають перевагу, але які не є виключними та єдино можливими, ілюстрованих далі у вигляді прикладів, які не обмежують обсягу винаходу, супровідними кресленнями, на яких: 7 Фіг.1 являє собою переріз першого варіанта здійснення багатошарового виробу у відповідності з цим винаходом; Фіг.2 являє собою переріз зміненого багатошарового виробу, зображеного на Фіг.1; Фіг.3 являє собою переріз другого варіанта здійснення багатошарового виробу за цим винаходом; Фіг.4 являє собою переріз зміненого багатошарового виробу, зображеного на Фіг.3. Шляхи виконання винаходу У першому варіанті здійснення, показаному на Фіг.1, водонепроникний паропроникний багатошаровий виріб у відповідності з цим винаходом в цілому позначений позицією 10. Багатошаровий виріб 10 включає в себе перший шар 11, виготовлений з матеріалу, який є паропроникним, мікропористим та гігроскопічним, а також другий шар 12, який є водонепроникним та паропроникним. Перший шар 11 утворений, наприклад, із гігроскопічного матеріалу на основі поліолефіну та частинок наповнювача. Частинки наповнювача призначені для утворення мікропор, які уможливлюють проникність для пари або повітря. Поліолефін, застосований у прикладі, що описується, має дуже високу молекулярну вагу; з цієї причини таким поліолефіном є відповідно до варіанта, якому віддається перевага, поліетилен НВММ (надвисокої молекулярної маси). Властивості поліолефіну НВММ притаманні поліолефіну із середньою молекулярною масою щонайменше 500000 г/моль. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, середня молекулярна маса становить від 4 106 г/моль до 7 106 г/моль. Наповнювачем, якому віддається перевага, є кварц тонкого помелу (діоксин кремнію, SiO2). Важливо, що кварц має значну гігроскопічність, яка може повністю забезпечити потрібні гігроскопічні властивості першого шару 11. Оптимальний середній діаметр частинок наповнювача з діоксиду кремнію SiO2 становить від 0,01 мкм до 20 мкм, в той час як середня площа поверхні згаданих частинок наповнювача становить від 30 м2/г до 950 м2/г.· Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, середня площа поверхні частинок наповнювача становить щонайменше 100 м2/г. Перший шар 11, що є предметом опису, має діаметр пор менш ніж 1 мкм. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, більше 50% цих пор має діаметр менш ніж 0,5 мкм. Пористість (мається на увазі, що Пористість = [1 - (позірна густина мембрани/густина смоли)] 100) відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить щонайменше 50%. Перший шар 11 є, наприклад, обробленим антибактеріальними засобами та/або фунгіцидами. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, остаточна форма являє собою лист потрі 93026 8 бної товщини, що по суті становить від 200 мкм до 1,5 см; зокрема, від 200 мкм до 600 мкм. Мікропориста мембрана, відома під торговельною маркою DARAMIC®, що випускається фірмою "Дарамік Інк." (DARAMIC Inc.), Нордерштедт (Norderstedt), Германія, має характеристики, зазначені вище стосовно першого шару 11, тобто може бути застосованою для виготовлення багатошарового виробу за цим винаходом. Така мікропориста мембрана як така є відомою та останнім часом застосовується як роздільна перетинка в акумуляторах та батарейках та передбачена у формі листів. Характеристики такої мембрани описані у патентах США № 3,351,495 на ім'я "Дабл'ю-Ар Грейс" (W R GRACE & Со.) та № 6,139,759 на ім'я "Дарамік Інк." (Daramic Inc.). Варіант із товщиною 600 мкм згаданої мембрани DARAMIC® має границю міцності при розтягуванні по суті 5,8 МПа та максимальне подовження при розриві 505% (відповідно до стандарту ISO 37), тобто матеріал має чудові характеристики міцності. У цьому першому описаному варіанті здійснення другий шар 12, який є водонепроникним та паропроникним, утворений з водовідштовхувального мікропористого матеріалу на основі поліпропілену (тут термін "поліпропілен" застосований для визначення будь-якого полімеру, гомополімеру або співполімеру, похідного з мономерів пропілену). Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, цей поліпропілен, з якого складається другий шар 12, являє собою ізотактичний гомополімер із низькою спорідненістю для поглинання білків та жирів. Водовідштовхувальна мембрана, відома під торговельною маркою CELGARD®, що випускається фірмою "Селгард Інк." (CELGARD Inc.), має характеристики, зазначені вище стосовно другого шару 12, тобто може бути застосованою для виготовлення багатошарового виробу у відповідності з цим винаходом. З'єднання першого шару 11 та другого шару 12 відбувається залежно від "зовнішнього вигляду", який згадані шари мають на момент з'єднання. Наприклад, якщо і перший шар 11, і другий шар 12 мають форму листа, вони можуть бути з'єднані за допомогою нанесення точок клею так, щоб уникнути утворення щільного шару, або шляхом застосування відомих високочастотних або ультразвукових технологій, таким чином уникаючи зменшення повітропроникної поверхні. Альтернативою, наприклад, є нанесення або накатування одного шару на інший, який вважається основою. У цьому випадку нанесений шар повинен міцно зчіплюватися із розташованою під ним основою, щоб протистояти відокремленню. Крім того, такий шар повинен мати властивість легкого формування або нанесення на розташований під ним шар за допомогою способів нанесення та накатування промислових масштабів. Полімерний шар із поліетилену мембрани (DARAMIC®) може бути придатним для нанесення, 9 оскільки молекулярна маса цього матеріалу є достатньо високою для запобігання проникненню у пори мікропористої основи, або може бути диспергований у агрегатах, які є більшими за пори мембрани з поліпропілену CELGARD®. Наприклад, один зі способів виготовлення багатошарового виробу у відповідності із цим винаходом є таким: - готують розчин або дисперсію базової суміші полімерів для першого шару 11 у леткій рідині на органічній основі, що має низький поверхневий натяг, для виготовлення розчину для нанесення, який має певну в'язкість; - наносять згаданий розчин на поверхню листа другого шару 12, який вважається основою, для формування шару покриття на його поверхні; - випарюють леткі компоненти нанесеної речовини для сприяння реакціям утворення міжмолекулярних зв'язків з поверхнею нанесення; - висушують покриття для видалення залишкової вологи для виготовлення шаруватого виробу. Очевидно, що подібним чином можуть бути нанесені та висушені один або декілька додаткових шарів полімеру для того, щоб досягти потрібних товщин. Розчин такого полімеру може бути нанесений на основу, виготовлену з водовідштовхувальної мікропористої мембрани за допомогою стандартних способів нанесення, відомих у цій галузі техніки, наприклад, нанесення накатуванням або нанесення розбризкуванням. Один варіант базової конфігурації багатошарового виробу 10, що складається з двох окремих шарів, показаний на Фіг.2. У цьому варіанті багатошаровий виріб у відповідності із цим винаходом, який в цілому позначений позицією 100, складається з першого шару 111, виготовленого з паропроникного мікропористого гігроскопічного матеріалу, обмеженого двома другими шарами 112, які є водонепроникними та паропроникними, з утворенням багатошарової структури. Очевидно, що перший шар 111 та другі шари 112 відповідно мають такі самі характеристики, що описані вище для першого шару 11 та другого шару 12. Крім того, очевидно, що інші варіанти можуть мати нашарування одного або декількох згаданих першого та другого шарів, об'єднаних у відповідності з вимогами. Другий шар 12 (або 112) також може бути виконаний шляхом нанесення фторполімеру на перший мікропористий шар 11 (або 111) або факультативно полісилоксану. Наприклад, такий фторполімер випускається фірмою "Дюпон" (DuPont) та відомий на ринку під торговельною маркою Zonyl®. Другий шар 12 (або 112) також може бути виконаний шляхом занурення першого шару 11 (або 111) у ванну фторполімеру (наприклад, Zonyl®) або полісилоксану. Другий варіант здійснення (дивись Фіг.3) багатошарового виробу у відповідності з цим винаходом, який в цілому позначений позицією 200, має 93026 10 перший шар 211, аналогічний описаним у попередніх прикладах, та має позначений тут позицією 212 другий шар у вигляді плівки, нанесеної шляхом плазмового осадження. Ідея покриття плівкою шляхом плазмового осадження виникла з несподіваного експериментального відкриття, яке полягає в тому, що випари органічних сполук на основі силоксану можуть бути застосовані для утворення надтонкого шару на мікропористому матеріалі основи за допомогою "холодноплазмової" полімеризації у глибокому вакуумі за температури навколишнього середовища, забезпечуючи характеристики водонепроникності без зміни загальних властивостей, зокрема, характеристик проникності матеріалу основи. Фактично водонепроникний та повітропроникний водовідштовхувальний шар може бути виконаний шляхом плазмової полімеризації, наприклад, мономеру на основі силоксану шляхом нанесення шару полімеру (полісилоксану) на мікропористий матеріал основи (виготовлений, наприклад, із поліетилену або з полістиролу). Таке осадження може також бути виконано, наприклад, із застосуванням масловідштовхувальних та водовідштовхувальних фторполімерів, таких які випускаються фірмою "Дюпон" (DuPont) та зареєстровані під торговельною маркою Zonyl®. Плазма поділяється на гарячу та холодну залежно від температур, яких вона досягає; також плазма поділяється на плазму під тиском навколишнього середовища та вакуумну плазму. У холодноплазмовій обробці для отримання плівки у відповідності з цим винаходом газоподібну або пароподібну вихідну сполуку подають у реакційну камеру за дуже низького тиску (за умов вакууму). Плазму створюють активізацією вихідної сполуки всередині реакційної камери за допомогою утворення електричного поля. Результатом є надтонкий шар полімеру, осаджений на всю поверхню будь-якого матеріалу основи, внесеної у реакційну камеру. Цей процес плазмової полімеризації починається та виконується за допомогою електричного поля таким чином, що всередині реакційної камери здійснюється розклад вихідної речовини осаджуваного шару. Після того, як відбувся розклад, утворюються іони та активні частинки, які починають та викликають атомні та молекулярні реакції, що призводять до утворення тонких плівок. Створення шарів шляхом плазмової полімеризації може відбуватися за різноманітних конфігурацій електричних полів та різних параметрів реакцій. Товщина цього шару регулюється шляхом вибору вихідного матеріалу, здатного до полімеризації, та умов реакції, таких як час осадження мономеру, час обробки, частота електричного поля, за яких відбувається реакція, а також джерела живлення, що застосовувалося. У цьому винаході плазмова полімеризація виконується у вакуумі. Типовий діапазон тиску становить від 10-1 мбар до 10-5 мбар (від 10-2 кПа до 10-6 кПа). 11 Вихідну речовину звичайно піддавали реакції у її чистому стані із застосуванням нездатного до полімеризації інертного газу, такого як, наприклад, аргон. Такий інертний газ застосовують і як інертний, розріджувач, і як транспортний газ, що сприяє полімеризації вихідної речовини. Іншими, газами, що можуть бути, застосовані, є кисень, гелій, азот, неон, ксенон та аміак. Вихідна речовина повинна мати тиск пари, достатній для того, щоб бути здатною до пароутворення за помірного вакууму. Процес плазмового осадження починається із завантажування матеріалу основи, який підлягає нашаруванню покриття (у цьому випадку першого шару 212), усередину реакційної камери з подальшим доведенням тиску у камері до потрібного вакууму. Після доведення тиску до потрібного вакууму може починатися реакція плазмової полімеризації або реакція попередньої обробки. Ця реакція плазмової полімеризації відбувається шляхом збудження розряду, що утворює плазму, і подавання вихідного мономеру у пароподібному стані усередину реакційної камери. Реакція попередньої обробки є необхідною тоді, коли поверхню першого шару необхідно очистити шляхом впливу на неї інертного газу, такого як аргон або азот, для очищення згаданої поверхні або сприяння адгезії полімерної плівки. Під час розряду, що утворює плазму, співударяння цього мономеру з іонами та електронами плазми уможливлюють полімеризацію мономеру. Полімер, що утворився, осаджується на відкритих поверхнях усередині камери. Властивості цієї плівки є функцією не тільки структури мономеру, але також і функцією частоти розряду, джерела живлення, яке застосовується, витрати згаданого мономеру та тиску. Пористість, морфологія поверхні та проникність можуть змінюватись залежно від умов реакції. Процес осадження припиняється, коли досягнута потрібна товщина матеріалу, що осаджується. Завдяки тому, що перший шар 212 виготовлений з ізоляційного матеріалу (наприклад, поліетилен являє собою один із найкращих відомих ізоляційних матеріалів), для підтримання умов існування плазми необхідно застосування у процесі радіочастотного генератора таким чином, що коливання електричного поля під час обробки мають частоту порядку 13,56 МГц, потужність застосованого електричного поля дорівнювала по суті 50-700 Вт, а рівень вакууму становить від 10-1 мбар до 10-5 мбар (від 10-2 кПа до 10-6 кПа). Стосовно тривалості обробки виявлено, що для такої вихідної речовини, як мономер силоксану, оптимальний час становить по суті від 160 с до 600 с. Зокрема встановлено, що оптимальна тривалість становить по суті 420 с. Один варіант базової конфігурації багатошарового виробу 200, що складається з двох окремих шарів, показаний на Фіг.4. У цьому варіанті багатошаровий виріб за цим винаходом, який в цілому позначений позицією 93026 12 300, складається з першого шару 311, виготовленого з паропроникного мікропористого та гігроскопічного матеріалу, що обмежений двома другими шарами 312, які є водонепроникними та паропроникними, з утворенням багатошарової структури. Очевидно, що перший шар 311 та другі шари 312 відповідно мають такі самі характеристики, що описані вище для першого шару 211 та другого шару 212. Крім того, очевидно, що інші варіанти можуть мати нашарування цих одного або декількох першого та другого шарів, з'єднані, згідно з вимогами. Практично встановлено, що описаний винахід усуває недоліки, відзначені у відомих видах водонепроникних паропроникних багатошарових виробів. Фактично пропонується багатошаровий виріб, у якому перший мікропористий та гігроскопічний шар з'єднаний з другим водовідштовхувальним шаром. Згадані шари запобігають проникненню всередину будь-якої рідкої фази, одночасно уможливлюючи видалення водяної пари та інших летких компонентів. Цей наповнювач на основі кремнію, передбачений всередині першого шару для утворення мікропористої структури, є матеріалом із високою гігроскопічністю, який має сильну тенденцію до поглинання води. Відповідно перший шар не є придатним для застосування окремо як водонепроникний шар, однак він є дуже корисним для виведення поту та вологи назовні від тіла (тулуба або ніг у випадку одягу, ступнів ніг у випадку взуття). Крім того, оскільки і цей перший гігроскопічний шар, і цей другий водовідштовхувальний шар є конструктивно міцнішими за мембрани, що застосовуються у даний час, а також мають більшу товщину, вони можуть застосовуватися разом без основи, яка зменшує проникність шарів для пари або повітря. У цьому відношенні, оскільки багатошаровий виріб (10, 100, 200, 300 і так далі) має конструктивні характеристики, він може бути застосованим як опорна конструкція взуття, наприклад, у поєднанні з підметковою частиною підошви, яка має спрямовані вгору отвори, багатошаровий виріб може бути застосованим як опорний елемент для повітропроникного та водонепроникного взуття. Такі шари можуть бути з'єднані, залежно від вимог, шляхом нанесення точок клею, щоб уникнути утворення щільного шару або шляхом застосування відомих високочастотних чи ультразвукових технологій, уникаючи зменшення повітропроникної поверхні, або ж шляхом нанесення чи накатування одного шару на інший. У цьому відношенні, оскільки перший шар може мати більші товщини без погіршення проникності для пари та повітря, то при його застосуванні як основи для плазмового осадження повітропроникної та водонепроникної плівки можливо досягнути мети, аналогічної вказаній, та вирішити ті самі задачі шляхом з'єднання таких двох шарів шляхом нанесення одного на інший, накатування, або з'єднання склеюванням. 13 93026 Слід зазначити, що застосування плазмового осадження вирішує проблеми відповідності шарів та адгезії першого шару до другого шару, оскільки полімер, нанесений вакуум-плазмовим осадженням, прилипає до шару основи більше, ніж, наприклад, за умови звичайного нанесення. Крім того, оскільки така водонепроникна плівка осаджується в умовах неповного вакууму, а також оскільки матеріал основи може бути попередньо очищеним у реакційній камері із застосуванням аргону з високим ступенем чистоти, то повністю виключаються будь-які забруднення, що можуть утворювати тріщини, неоднорідності, деформації осадженої водонепроникної плівки. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 14 Таким чином, винахід дає можливість виконання численних модифікацій та різновидів, що не виходять за межі обсягу наведеної формули винаходу; усі його елементи можуть також бути заміненими іншими технічно еквівалентними елементами. На практиці матеріали, за умови що вони відповідають конкретному призначенню, а також розміри можуть бути будь-якими згідно з поставленими вимогами та рівнем техніки. Зміст патентної заявки Італії № PD2003A000314, за якою ця заявка претендує на використання пріоритету, включений до цього опису шляхом посилання. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюWaterproof vapor-permeable multilayer article, method for making such article (variants)
Автори англійськоюPolegato Moretti Mario, Ferrarese Antonio, Mattioni Bruno
Назва патенту російськоюВодонепроницаемое паропроницаемое многослойное изделие, способ изготовления такого изделия (варианты)
Автори російськоюПолегато Моретти Марио, Феррарезе Антонио, Маттиони Бруно
МПК / Мітки
МПК: B05D 7/24, A43B 7/00, B32B 7/02, A43B 13/02
Мітки: спосіб, варіанти, виріб, такого, водонепроникний, паропроникний, виробу, виготовлення, багатошаровий
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-93026-vodoneproniknijj-paroproniknijj-bagatosharovijj-virib-sposib-vigotovlennya-takogo-virobu-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Водонепроникний паропроникний багатошаровий виріб, спосіб виготовлення такого виробу (варіанти)</a>
Попередній патент: Трубо-ґвинтовий ротор
Наступний патент: Мутантне антитіло, яке специфічно зв’язується з cd40
Випадковий патент: Спосіб прогнозування перебігу інфаркта міокарду