Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473293

(19)

RU

(11)

2473293

(13)

C1

(51) МПК A41D31/02 (2006.01)

B01D71/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011141930/12, 18.10.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

18.10.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 18.10.2011

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2006119218 А, 20.01.2008. RU 2412625 С1, 27.02.2011. RU 2422062 С2, 27.06.2011. JP 11001874 А, 06.01.1999.

Адрес для переписки:

109390, Москва, ул. Артюхиной, 6, корп.2, ОАО "Центральный научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи"

(72) Автор(ы):

Лабок Дмитрий Владимирович (RU),

Козлов Сергей Николаевич (RU),

Сорокина Татьяна Борисовна (RU),

Вершинин Леонид Витальевич (RU),

Каменский Аркадий Николаевич (RU),

Михайлов Борис Михайлович (RU),

Плахута Татьяна Николаевна (RU),

Ратаева Ольга Леонидовна (RU),

Савичева Наталия Сергеевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, от имени которой выступает МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (RU)

(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ - ЛАМИНАТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к легкой промышленности и касается разработки комбинированного материала - ламината. Предложен комбинированный материал - ламинат, включающий текстильное полотно и полиэфируретановую мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией полиэфируретановой композиции. Мембрану формируют на изнаночной стороне текстильного полотна толщиной 0,03-0,04 мм из композиции состава (мас.ч.):

Раствор полиэфируретана

с содержанием сухого вещества 23-25%

100,0

Поверхностно-активное вещество

0,2-0,4

Ди-(2-этилгексил)-фталат

0,8-1,5

Микрокристаллическая целлюлоза

2,5-4,2

Пигментная паста

0,5-0,8

Диметилформамид (ДМФА)

6,5-7,5

с привесом по сухому веществу - 60-80 г/м 2 , толщиной 0,03-0,04 мм, при соотношении слоев по массе 0,504-0,77: 0,23-0,496.

Конструкция ламината обладает высокими гигиеническими показателями и водоупорностью при одновременном снижении анизотропии материала в сравнении с известным. 3 табл.

Предлагаемое изобретение относится к легкой промышленности и касается разработки комбинированного материала - ламината на основе текстильного полотна и присоединенной к нему полимерной мембраны, который в дальнейшем используется в текстильной промышленности для пошива одежды различного ассортимента и назначения, в том числе предназначенной для эксплуатации в экстремальных условиях.

Известно техническое решение по патенту США 4194041, в котором описывается комбинированный материал, в конструкции которого используется политетрафторэтиленовая (ПТФЭ) мембрана, обеспечивающая ему высокую паропроницаемость - 750-800 г/м 2 ·сутки и воздухопроницаемость - 0,7 дм 3 /см 2 ·с.

В патенте РФ 2167702 предложено техническое решение, в котором применение ПТФЭ мембраны позволяет получить многослойный комбинированный материал с паропроницаемостью - 650 г/м 2 ·сутки и воздухопроницаемостью - 0,83 дм 3 /см 2 ·с. В данном техническом решении ламинат имеет паропроницаемость 650 г/м 2 ·сутки, воздухопроницаемость - 0,67 дм 3 /см 2 ·с.

Однако получение ПТФЭ мембраны энергоемкое, многооперационное, и, кроме того, мембрана должна иметь защиту от солей, осаждающихся на ней при потоотделении.

Производство ПТФЭ экономически не выгодно из-за его энергоемкости и высокой стоимости мембраны.

В последние годы получила распространение коагуляционная технология получения ламината, в результате которой мембранный слой формируется на изнаночной стороне текстильного полотна из полимерной композиции, например полиэфируретановой (ПЭУ). Полученный таким образом ламинат должен обладать изотропными (равномерными) физико-механическими свойствами и удовлетворительными гигиеническими показателями.

Наиболее близким техническим решением является ламинат, описанный в патенте РФ 2412625, включающий текстильное полотно, на изнаночный стороне которого в процессе коагуляции сформирована ПЭУ мембрана толщиной 0,08-0,12 мм и диффузионный слой в глубине текстильного материала на 16,7-30,0% от его толщины. Однако данный ламинат не обеспечивает равномерные характеристики физико-механических свойств по площади материала и его водоупорность.

Техническая задача предполагаемого изобретения - оптимизация свойств ламината, уменьшение анизотропии физико-механических показателей и повышение его водоупорности.

Поставленная техническая задача решается тем, что в комбинированном материале-ламинате, включающем текстильное полотно и ПЭУ мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией полиэфируретановой композиции, мембрану формируют на изнаночной стороне текстильного полотна толщиной 0,03-0,04 мм коагуляцией композиции состава (мас.ч.):

Раствор ПЭУ с содержанием сухого вещества 23-25%

100,0

Поверхностно-активное вещество

0,2-0,4

Ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ)

0,8-1,5

Микрокристаллическая целлюлоза

2,5-4,2

Пигментная паста

0,5-0,8

Диметилформамид (ДМФА)

6,5-7,5;

с привесом по сухому веществу - 60-80 г/м 2 , при соотношении слоев по массе готового материала 0,504-0,77:0,23-0,496.

Технологическая проблема состоит в том, что конструкция ламината со стороны мембраны должна быть без дефектов, толщина мембраны должна обеспечивать водонепроницаемость с одновременным сохранением высокой паропроницаемости для паров воды.

По изобретению использовали:

Полиэфируретан (ПЭУ) марки "Витур 0512" и "Витур 0515" в виде раствора в ДМФА с концентрацией сухого вещества 23-25% - ТУ 6-55-221-1085-2003;

ДМФА - ТУ 6-09-3720-93;

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

Микрокристаллическую целлюлозу - ТУ 75.05706-55-90;

Ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ) - ГОСТ 8728-88;

Пигментную пасту - концентрат неорганических пигментов в ПЭУ растворе с содержанием 50-60 мас.% ПЭУ (фирма GIALLOLA 026, Италия).

При выборе текстильных полотен учитывали, что увеличение веса изделия при выполнении различных служебных заданий с повышенной физической нагрузкой ведет к дополнительным энергозатратам носчика. Для костюма демисезонного, предназначенного для повседневного ношения, использована ткань полиэфирная полотняного переплетения с поверхностной плотностью 130-150 г/м 2 и с показателем воздухопроницаемости не менее 10 дм 3 /см 2 ·с, но не более 25 дм 3 /см 2 ·с.

Для костюма ветровлагозащитного для спецподразделений используют материал, созданный на основе полиэфирной ткани полотняного переплетения с поверхностной плотностью 70-78 г/м 2 и воздухопроницаемостью более 40 дм 3 /см 2 ·с.

Таким образом, за основу для создания новой комбинации полимерно-текстильных материалов целесообразно принять ткани, серийно выпускаемые ОАО «МОГОТЕКС», с аналогичными характеристиками:

- для костюма демисезонного, ТУ 8572-109-08836809-2010 - ткань полиэфирная арт.05С8-Кв;

- для костюма ветровлагозащитного для спецподразделений, ТУ 8572-123-08836809-2010 - ткань полиэфирная арт. 02С5-Кв;

- для профессиональной одежды - ткань «Защита», состав полиэфир-вискоза.

Согласно описанию прототипа в процессе коагуляции ПЭУ композиции на изнаночной стороне текстильного полотна образуется микропористая мембрана толщиной 0,08-0,12 мм и диффузионный слой скоагулированной ПЭУ композиции в структуре тканого слоя на глубине 16,7-30% от его толщины с общим привесом 80-150 г/м 2 по сухому веществу на тканых полотнах толщиной 0,310, 0,518 и 0,548 мм.

Толщина ткани, мм (таблица 5)

Поверхностная плотность, г/м 2 (таблица 3)

Порядковый номер

0,31

171

7

0,518

230

1

0,548

272,85

11

В таблице 2 предполагаемого описания указаны порядковые номера текстильных полотен согласно таблицы 3 прототипа и показатели их свойств. Для ламината введены обозначения -

2 (7), 3 (1) и 4 (11) без учета трикотажного полотна - низа.

Изобретение иллюстрируют примеры.

Пример 1.

На предварительно высушенное и проглаженное текстильное полотно, с изнаночной стороны которого ножевой раклей при зазоре 0,25 мм наносят ПЭУ композицию состава (мас.ч.):

Раствор ПЭУ "Витур 0515" (25%)

100,0

ПАВ ОП-10

0,2

Микрокристаллическая целлюлоза

2,5

Ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ)

0,8

Пигментная паста

0,5

ДМФА

6,5

и коагулируют в коагуляционной ванне при температуре 40-50°С и концентрацией ДМФА 32%, с последующими промывкой в промывочной ванне до содержания ДМФА 0,2% и сушкой ламината при 110°С в течение 5 минут. Скорость технологического процесса - 3 м/мин. Привес покрытия -60 г/м 2 . Толщина мембраны - 0,03 мм, соотношение слоев текстильное полотно: мембрана 0,70: 0,30.

Примеры 2-3.

Аналогично примеру 1 получают ламинаты из композиций, составы которых представлены в таблице 1. В таблице 1 приведены привесы покрытий по сухому веществу и указаны толщины мембран. При уменьшении массовой доли ингредиентов в ПЭУ композиции и при снижении привеса покрытия мембрана на текстильном полотне не формируется.

Увеличение указанных показателей не оптимизирует характеристики ламината (возникает скручивание краев ламината, неравномерность мембранного покрытия по толщине и др.)

Таблица 1

Составы ПЭУ композиций, привес покрытия и толщина мембраны

Компоненты композиций

Прототип Патент РФ 2412625

Предлагаемые композиции. Примеры, мас.ч.

1 ткань 0508-Кв

2 ткань 0617-Кв

3 ткань "Защита"

4 ткань 0205-Кв

1

2

3

4

5

6

Раствор ПЭУ "Витур 0515" (25%)

100,0

100,0

Раствор ПЭУ "Витур 0512" (23%)

100,0

100,0

100,0

Поверхностно-активное вещество ОП-10

0,27-0,9

0,2

0,34

0,4

0,4

Микрокристаллическая целлюлоза

1,8-18,0

2,5

3,6

4,2

3,6

Диметилформамид

17,1-41,0

6,5

7,1

7,5

7,1

Ди-(2-этилгексил)-фталат

-

0,8

1,0

1,5

1,0

Пигментная паста

-

0,5

0,62

0,8

0,62

Привес покрытия по сухому веществу, г/м 2

80-150

60

72

80

70

Толщина мембраны, мм

0,08-0,12

0,030

0,035

0,040

0,037

В таблице 2 приведены свойства известных и предлагаемых ламинатов.

В таблице 3 приведены гигиенические показатели ламинатов, полученные по предлагаемому техническому решению с использованием текстильных материалов с различными поверхностной плотностью, толщиной, природой волокон и способов их получения, характеристики которых приведены в описании известного технического решения (таблицы 3 и 4).

Таблица 2

Свойства исходных тканей и ламинатов на их основе

п/п

Показатели

Методы испытаний

ПРИМЕРЫ

Текстильные материалы

Прототип (порядковый номер из таблицы 3)

Предлагаемые артикулы

7

1

11

05С8-Кв

0617-Кв

"Защита"

02С5-Кв

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

Поверхностная плотность, г/м 2

ГОСТ 17073-71

171

230

272,85

145

107

262

71

2

Паропроницаемость, г/м 2 ·сутки

ГОСТ 22900-78

691

1150

786

778

900

792

779

3

Гигроскопичность,%

ГОСТ 8971-78

4,4

2,1

7,4

0,14

0,14

7,4

0,13

4

Влагоотдача, %

то же

3,8

1,7

6,3

0,09

0,09

6,3

0,06

5

Водоупорность, мм водн.ст.

ГОСТ 3816-81

230

200

310

210

230

340

170

6

Разрывная нагрузка, Н

ГОСТ 17316-71

продольное направление

842,0

1373,4

1520,0

1253,0

860,0

1450,0

673,0

поперечное направление

669,4

476,6

1016,0

1053,0

935,0

100,0

587,0

коэффициент анизотропии

1,26

2,88

1,49

1,19

0,92

14,5

1,15

7

Сопротивление раздиранию, кН/м

ГОСТ 17074-71

продольное направление

80,0

75,0

118,5

36,0

68,0

118,5

46,1

поперечное направление

82,5

42,0

97,5

93,0

47,0

97,5

46,5

коэффициент анизотропии

0,97

1,79

1,22

0,39

1,44

1,22

0,93

8

Относительное удлинение, %

ГОСТ 17316-71

продольное направление

27,7

58,3

34,7

43,0

24,0

24,7

24,0

поперечное направление

37,3

23,3

30,7

31,0

33,0

30,0

33,0

коэффициент анизотропии

0,74

2,5

1,13

1,38

0,73

0,82

0,73

9

Соотношение слоев ламината по массе соответственно ткань: мембрана

-

-

-

-

-

-

-

продолжение таблицы 2

п/п

Показатели

Методы испытаний

ПРИМЕРЫ

Ламинат (ткань покрытая мембраной)

Прототип

Предлагаемый

2 (7)

3 (1)

4 (11)

1 (ткань 05С8-Кв)

2 (ткань 0617-Кв)

3 (ткань "Защита")

4 (ткань 02С5-Кв)

1

2

3

11

12

13

14

15

16

17

1

Поверхностная плотность, г/м 2

ГОСТ 17073-71

321

350

352,85

205

179

342

141

2

Паропроницаемость, г/м 2 ·сутки

ГОСТ 22900-78

737

770

783

700

826

762

760

3

Гигроскопичность, %

ГОСТ 8971-78

4,0

2,1

6,9

1,6

1,64

4,4

0,57

4

Влагоотдача, %

то же

3,6

1,7

5,4

1,58

1,55

4,3

0,53

5

Водоупорность, мм водн.ст.

ГОСТ 3816-81

400

390

420

1000

1200

800

1200

6

Разрывная нагрузка, Н

ГОСТ 17316-71

продольное направление

867,0

1400,0

1532,0

1427,0

832,0

1933,0

680,0

поперечное направление

689,0

490,0

1070,0

1033,0

825,0

1232,0

595,0

коэффициент анизотропии

1,26

2,86

1,43

1,38

1,08

1,57

1,14

7

Сопротивление раздиранию, кН/м

ГОСТ 17074-71

продольное направление

210,0

197,0

270,0

90,5

38,5

89,0

54,4

поперечное направление

132,0

129,0

156,0

84,0

40,0

77,0

60,0

коэффициент анизотропии

1,59

1,53

1,73

1,01

0,96

1,15

0,90

8

Относительное удлинение, %

ГОСТ 17316-71

продольное направление

27,6

52,2

31,0

39,0

33,0

30,0

25,3

поперечное направление

37,3

23,0

30,0

39,0

27,0

29,0

33,0

коэффициент анизотропии

0,74

2,27

1,03

1,00

1,22

1,03

0,76

9

Соотношение слоев ламината по массе соответственно ткань: мембрана

0,53:0,47

0,66:0,34

0,77:0,23

0,7:0,3

0,6:0,4

0,77:0,23

0,504:0,496

Таблица 3

Гигиенические показатели ламинатов

п/п

Показатели

Соотношение слоев ламината по массе текстильное полотно: ламинат

0,7:0,3

0,6:0,4

0,77:0,23

0,504:0,496

0,65:0,35

0,6:0,4

1

Гигроскопичность, %

5,0 (4,7)*

2,5 (2,0)

6,8 (5,2)

2,3 (1,37)

9,1 (7,8)

7,1 (5,8)

2

Влагоотдача, %

4,4 (3,7)

2,1 (1,55)

5,9 (4,1)

2,0 (0,99)

8,7 (7,1)

6,9 (5,2)

3

Паропроницаемость, г/м 2 ·сутки

805 (1054)

740 (993,6)

737 (985)

700 (726)

730 (760)

750 (786)

4

Водоупорность, мм водн.ст.

800

1000

1000

1100

1200

1200

* В скобках указаны показатели тканей из описания патента РФ 2412625, стр.10.

Анализ представленных материалов свидетельствует о том, что предлагаемая структура комбинированного материала наиболее оптимальна в сравнении с известными техническими решениями и позволяет значительно повысить гигиенические свойства ламината, снизить анизотропию физико-механических свойств материала и его жесткость при одновременном увеличении его стойкости к атмосферным осадкам и водоупорности.

Формула изобретения

Комбинированный материал - ламинат, включающий текстильное полотно и полиэфируретановую мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией полиэфируретановой композиции, отличающийся тем, что мембрану формируют на изнаночной стороне текстильного полотна толщиной 0,03-0,04 мм из композиции состава, мас.ч.:

Раствор полиэфируретана

с содержанием сухого вещества 23-25%

100,0

Поверхностно-активное вещество

0,2-0,4

Ди-(2-этилгексил)-фталат

0,8-1,5

Микрокристаллическая целлюлоза

2,5-4,2

Пигментная паста

0,5-0,8

Диметилформамид (ДМФА)

6,5-7,5

с привесом по сухому веществу 60-80 г/м 2 , при соотношении слоев готового материала по массе 0,504-0,77:0,23-0,496.