Комбинированный материал - ламинат

Комбинированный материал - ламинат

Реферат

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/м²·сутки и воздухопроницаемость - 0,7 дм³/см²·с.

В патенте РФ №2167702 предложено техническое решение, в котором применение ПТФЭ мембраны позволяет получить многослойный комбинированный материал с паропроницаемостью - 650 г/м²·сутки и воздухопроницаемостью - 0,83 дм³/см²·с. В данном техническом решении ламинат имеет паропроницаемость 650 г/м²·сутки, воздухопроницаемость - 0,67 дм³/см²·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/м², 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/м² и с показателем воздухопроницаемости не менее 10 дм³/см²·с, но не более 25 дм³/см²·с.

Для костюма ветровлагозащитного для спецподразделений используют материал, созданный на основе полиэфирной ткани полотняного переплетения с поверхностной плотностью 70-78 г/м² и воздухопроницаемостью более 40 дм³/см²·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/м² по сухому веществу на тканых полотнах толщиной 0,310, 0,518 и 0,548 мм.

Толщина ткани, мм (таблица 5)	Поверхностная плотность, г/м2 (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/м². 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/м2	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/м2	ГОСТ 17073-71	171	230	272,85	145	107	262	71
2	Паропроницаемость, г/м2·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/м2	ГОСТ 17073-71	321	350	352,85	205	179	342	141
2	Паропроницаемость, г/м2·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/м2·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.

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/м², при соотношении слоев готового материала по массе 0,504-0,77:0,23-0,496.