Растяжимый противохимический защитный материал

Растяжимый противохимический защитный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к растяжимому противохимическому защитному материалу и долговечной противохимической защитной одежде, характеризующейся низкой тепловой нагрузкой. Противохимическую защитную одежду изготавливают из растяжимого противохимического защитного материала, включающего селективно проницаемую пленку, которая в значительной мере сдерживает проникновение химических и биологических материалов и является проницаемой для водяных паров.

Уровень техники

Различные уровни угроз от химических и биологических агентов в результате привели к изготовлению противохимической защитной одежды, основанному на использовании различных технологий. Например, для достижения защиты от наивысшего уровня факторов химических и биологических угроз одежда может быть изготовлена из непроницаемых противохимических защитных материалов, которые предотвращают прохождение токсичных агентов через материал к телу пользователя. Подобным образом, данные непроницаемые материалы являются воздухонепроницаемыми, предотвращая прохождение водяных паров через непроницаемый материал от тела пользователя. Защитная одежда, изготовленная из адсорбирующих материалов, таких как материалы на основе активированного угля, адсорбирует токсичные агенты, воздействию которых подвергается материал. Адсорбирующие материалы характеризуются ограниченной способностью адсорбирования токсичных агентов. Данная способность адсорбирования токсичных агентов легко исчерпывается в результате беспорядочного адсорбирования нетоксичных химических веществ, присутствующих в окружающей среде. Защитная одежда также может быть изготовлена и из селективно проницаемых материалов, которые в значительной мере сдерживают прохождение жидких и парообразных химических агентов через защитную одежду при одновременном обеспечении прохождения водяных паров через одежду от тела пользователя.

Защитную одежду зачастую разрабатывают включающей несколько слоев, обеспечивающих защиту пользователя от воздействия комбинации из предполагаемых угроз. Индивидуальные слои выбирают обеспечивающими получение требуемых свойств и включают в защитный многослойный материал, из которого после этого изготавливают одежду. Защитные многослойные материалы зачастую являются толстыми и/или жесткими. Следовательно, защитная одежда, изготовленная из данных материалов, может быть объемистой, жесткой и/или необлегающей фигуру.

Раскрытие изобретения

Описанный противохимический защитный костюм включает облегающий фигуру гимнастический костюм. Облегающий фигуру гимнастический костюм включает растяжимый противохимический защитный слоистый материал, включающий селективно проницаемую противохимическую защитную пленку и эластичный текстиль, которые соединены при помощи адгезива. Растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется низкой проницаемостью для токсичных веществ, таких как горчичный газ (иприт) и акрилонитрил. В одном варианте осуществления облегающий фигуру гимнастический костюм обеспечивает как хорошую противохимическую защиту, так и низкую тепловую нагрузку. Например, растяжимая противохимическая защитная одежда характеризуется высокой теплоотдачей, такой как теплоотдача, большая чем 100 Вт/м² при температуре 35°С и относительной влажности (ОВ) 60%, и обеспечивает получение долговременной противохимической защиты.

Кроме того, в настоящем документе описываются способы ламинирования жестких селективно проницаемых противохимических защитных пленок на эластичный текстиль для изготовления растяжимых противохимических защитных слоистых материалов, которые характеризуются высоким относительным удлинением при хорошем упругом восстановлении.

В еще одном варианте осуществления дополнительно описываются способы изготовления долговечного противохимического защитного слоистого материала из жестких селективно проницаемых противохимических защитных пленок, который характеризуется низкой проницаемостью для химических паров после изгибания и стирки.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет собой схематическое поперечное сечение растяжимого слоистого материала.

Фигура 2 представляет собой схематическое поперечное сечение пленки растяжимого слоистого материала.

Фигура 3 представляет собой схематическое поперечное сечение пленки растяжимого слоистого материала.

Фигура 4 демонстрирует схематическое представление защитного костюма.

Фигура 5 демонстрирует схематическое представление облегающего фигуру защитного костюма.

Фигура 6 демонстрирует схематическое представление текстильного не создающего противохимическую защиту обмундирования поверх облегающего фигуру защитного костюма.

Фигура 7 представляет собой оптическую микрофотографию поперечного сечения слоистого материала.

Фигура 8 представляет собой оптическую микрофотографию поперечного сечения слоистого материала.

Осуществление изобретения

Характеризующийся высокой теплоотдачей противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм (фигура 5), который изготавливают из растяжимого противохимического защитного материала, описывается при обращении к фигурам.

Фигура 1 представляет собой пример схематического поперечного сечения растяжимого противохимического защитного материала в виде слоистого материала (10), подходящего для использования при изготовлении облегающей фигуру одежды (фигура 5). Растяжимый противохимический защитный слоистый материал (10) включает селективно проницаемую противохимическую защитную пленку (11) и эластичный текстиль (12), которые соединены при помощи адгезива (13). Для использования в настоящем документе растяжимый противохимический защитный слоистый материал (10) считается селективно проницаемым, если он характеризуется скоростью прохождения водяных паров, большей чем приблизительно 1000 г/м²/день, и проницаемостью для акрилонитрила, меньшей чем 6 мкг/см², или проницаемостью для иприта, меньшей чем 20 мкг/см², или обоими параметрами сразу при проведении испытания в соответствии с методами, описывающимися в настоящем документе.

Селективно проницаемые противохимические защитные пленки содержат полимеры, которые в значительной мере сдерживают прохождение ядовитых или вредных химических и токсичных биологических веществ при одновременном обеспечении проницаемости для водяных паров в целях уменьшения тепловой нагрузки на пользователя одежды, включающей пленки. Селективно проницаемые противохимические защитные пленки (11) могут включать пленки, использующиеся в слоистых материалах, продаваемых под торговыми наименованиями Gore™ Chempak®-Selectively Permeable Fabric. Кроме того, полимеры, которые могут оказаться подходящими для использования в данных областях применения, включают, например, полиаминовые полимеры, такие как описанные в патенте США №6395383, сульфированные ароматические полимеры, такие как описанные в публикации патента США №2004/0259446, фторированные иономеры, включающие те материалы, которые продаются под торговым наименованием Nafion™ и описываются в патенте США №4515761, полимеры на хитозановой основе, такие как описанные в публикации патента США 2007/0190166, материалы на основе ацетата целлюлозы, такие как описанные в патенте США №6792625, полимер на основе поливинилового спирта, такой как те, которые описываются в патенте США №5869193, смесевые материалы из поливинилового спирта и полиэтиленимина, такие как описаны в публикации патента WO №03/037443, смесевые полимеры из полиуретана и полиэтиленимина, такие как описаны в публикации патента США 2006/0205300, и полимеры и сополимеры, включающие этилен-виниловый спирт, такие как описаны в публикации WO №03/068010.

Селективно проницаемые противохимические защитные пленки (11) могут выключать более чем один слой, как в случае многослойных композитов, представленных в качестве примеров на фигурах 2 и 3. Слои выбирают обеспечивающими получение свойств, таких как проницаемость для водяных паров для придания противохимическим защитным пленкам воздухопроницаемости, долговечность, такая как долговечность при стирке, долговечность при изгибании, и обеспечивающими получение долговечности с точки зрения растрескивания, что, тем самым уменьшает проницаемость для химических веществ. На одной или обеих сторонах селективно проницаемого противохимического защитного слоя могут быть предусмотрены пористые или непористые несущие слои. Пористые несущие слои могут включать микропористые несущие слои, такие как микропористый политетрафторэтилен (эПТФЭ). В одном варианте осуществления селективно проницаемая противохимическая защитная пленка (11) включает многослойный композит, приведенный в качестве примера на представлении поперечного сечения на фигуре 3, включающий два пористых несущих слоя (2) на обеих сторонах селективно проницаемого полимерного слоя (1). Часть селективно проницаемого полимера может располагаться в порах пористых несущих слоев.

В еще одном варианте осуществления представление поперечного сечения селективно проницаемой противохимической защитной пленки, включающей многослойный композит, проиллюстрировано на фигуре 2. Многослойный композит включает композитный несущий слой (7) на одной стороне селективно проницаемого полимерного слоя (3), а селективно проницаемый полимер (3), по меньшей мере, частично внедрен в пористый несущий слой (4), такой как несущий материал экспандированного политетрафторэтилена (эПТФЭ), на другой стороне. Как это продемонстрировано на фигуре 2, композитный несущий слой (7) может включать пористый слой (5), в который, по меньшей мере, частично проникает непористый слой (6), такой как полиуретан, или на который, по меньшей мере, частично нанесено покрытие из непористого слоя (6), причем данный непористый слой (6) имеет поверхность раздела с селективно проницаемым слоем (3).

В одном варианте осуществления растяжимый противохимический защитный материал изготавливают из жесткой селективно проницаемой противохимической защитной пленки (11), которая может характеризоваться жесткостью, большей или равной приблизительно 20 г при проведении испытания в соответствии с методом испытания на жесткость, описывающимся в настоящем документе. В других вариантах осуществления селективно проницаемые пленки характеризуются жесткостью, большей, чем приблизительно 30 г, или большей, чем приблизительно 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, при проведении испытания в соответствии с методом испытания на жесткость, описывающимся в настоящем документе. Селективно проницаемые противохимические защитные пленки (11), предназначенные для использования в растяжимых материалах, характеризуются относительным удлинением, меньшим, чем приблизительно 10% при 4 фунт-сила, или меньшим, чем приблизительно 5% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с методом испытания на относительное удлинение и упругое восстановление, описывающимся в настоящем документе, перед включением в растяжимые материалы.

Текстили, подходящие для изготовления растяжимых противохимических защитных материалов, являются эластичными, характеризуясь относительным удлинением, большим, чем приблизительно 100% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 200% при 4 фунт-сила, при упругом восстановлении, равном, по меньшей мере, приблизительно 95%, при проведении испытания в соответствии с методом испытания на относительное удлинение и упругое восстановление, описывающимся в настоящем документе. Подходящие эластичные текстили включают эластичные трикотажные материалы и эластичные тканые или нетканые материалы. Эластичные текстили могут включать синтетические или натуральные волокна, такие как найлон, сложный полиэфир, полипропилен, полиуретан, спандекс, хлопок, волокна, продаваемые под торговым наименованием Lycra, Elaspan, Dorlastan, Linel, и тому подобное и их комбинации.

Один способ изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала, такого как материал, проиллюстрированный на фигуре 1, включает стадии отпечатывания адгезива (13) на поверхности селективно проницаемой противохимической защитной пленки (11), растяжения эластичного текстиля (12) и соединения селективно проницаемой противохимической защитной пленки (11) и растянутого эластичного текстиля (12). На одной дополнительной стадии способа адгезив отверждают в достаточной мере для связывания селективно проницаемой противохимической защитной пленки с растянутым эластичным текстилем. Нагрузку, использующуюся для растяжения эластичного текстиля, удаляют, и растянутый эластичный текстиль (12) релаксирует, образуя растяжимый противохимический защитный материал (10), включающий гофрированную селективно проницаемую противохимическую защитную пленку (11).

Адгезивы включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: термоотверждающиеся адгезивы, такие как карбамат/полиуретановые адгезивы, описывающиеся в патенте США №5209969 (автора Crowther), и адгезивы, отверждающиеся за счет химической реакции с влагой воздуха, такие как из патента США №4532316 (автора Henn), и коммерчески доступные адгезивы, отверждающиеся за счет химической реакции с влагой воздуха, доступные в компании Bostik Inc., 11320 Watertown Plank Road Wauwatosa, WI 53226, и адгезивы 3М, доступные в компании R.S. Hughes Company, 2605-F Lord Baltimore Dr., Woodlawn, MD 21244. В альтернативном варианте, также может быть использован и термоплавкий адгезив, такой как полиамид, сложный полиэфир, полипропилен или полиэтилен. Адгезив (13) может быть нанесен дискретно, например, в виде точек адгезива в конфигурации с расположением через промежутки. Термин «точки» подразумевает включение форм, таких как круглая, пирамидальная, ромбовидная, цилиндрическая, квадратная, штриховая и тому подобная. В случае жесткости селективно проницаемой противохимической защитной пленки, большей чем 20 г, промежуток между точками адгезива предпочтительно является большим чем приблизительно 400 мкм, большим, чем приблизительно 500 мкм, большим чем приблизительно 700 мкм, большим чем приблизительно 800 мкм, большим чем приблизительно 1000, большим чем приблизительно 1500 мкм, или большим чем приблизительно 2000 мкм. Для целей данного изобретения промежуток между точками измеряют от края одной точки до края ближайшей соседней точки.

Процентная степень покрытия адгезивом в общем случае является меньшей, чем приблизительно 50% от поверхности селективно проницаемой противохимической защитной пленки. Процентная степень покрытия адгезивом также может быть меньшей или равной приблизительно 40%, меньшей или равной приблизительно 30%, меньшей или равной приблизительно 20%, меньшей или равной приблизительно 10% или меньшей или равной приблизительно 7%, от поверхности селективно проницаемой противохимической защитной пленки.

Для обеспечения пригодности при использовании в облегающих фигуру гимнастических костюмах важно, чтобы растяжимые противохимические защитные слоистые материалы, изготовленные по описывавшимся способам, характеризовались бы относительным удлинением, большим или равным 30% при 4 фунт-сила или предпочтительно большим или равным приблизительно 40%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 50%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 60%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 70%-ному относительному удлинению при 4 фунт-сила, характеризуясь более чем приблизительно 80%-ным упругим восстановлением после удаления нагрузки в 4 фунт-сила. Высокое относительное удлинение важно с точки зрения легкости движения пользователя и для изготовления обегающего фигуру костюма в широком диапазоне форм и размеров тела. Слоистые материалы, включающие селективно проницаемые противохимические защитные пленки и эластичные текстили и изготовленные по данным способам, характеризуются относительным удлинением, равным, по меньшей мере, приблизительно 30% при 4 фунт-сила или большим, чем приблизительно 40% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 50% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 60% при 4 фунт-сила, или большим, чем приблизительно 70% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе испытанием на относительное удлинение и упругое восстановление. Слоистые материалы, включающие селективно проницаемые противохимические защитные пленки и эластичные текстили, также могут быть изготовленными характеризующимися относительным удлинением, большим, чем 80% при 4 фунт-сила, большим, чем 90%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, или большим, чем 100%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, или большим, чем 120%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе испытанием на относительное удлинение и упругое восстановление. Слоистые материалы также могут быть изготовлены характеризующимися упругим восстановлением, большим, чем приблизительно 90% от своей первоначальной длины, или большим, чем 95% от своей первоначальной длины.

В одном варианте осуществления предлагается способ изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала из жесткой селективно проницаемой противохимической защитной пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем 20 г. Селективно проницаемую противохимическую защитную пленку ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, который наносят с промежутком между точками, большим или равным приблизительно 400 мкм, для изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала. Слоистый материал характеризуется средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 30% или большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила, и упругим восстановлением, большим, чем приблизительно 80% после удаления нагрузки в 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.

В других способах селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем приблизительно 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным приблизительно 400 мкм. Растяжимый слоистый материал изготавливают характеризующимся средним относительным удлинением, большим чем 30%, или большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.

В одном дополнительном варианте осуществления предлагается способ, в котором селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным приблизительно 600 мкм, для изготовления растяжимого слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 40% при 4 фунт-сила или большим чем 50% при 4 фунт-сила, или большим чем 70% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложными методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.

Предлагается еще один способ, в котором селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным 800 мкм, для изготовления растяжимого слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 60% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 70% при 4 фунт-сила или большим, чем 80% при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на гибкость, относительное удлинение и упругое восстановление.

В одном дополнительном способе селективно проницаемую противохимическую защитную пленку, характеризующуюся жесткостью, большей, чем 50 г, или большей, чем приблизительно 70 г, ламинируют на эластичный текстиль при помощи адгезива, наносимого с промежутком между точками, большим или равным 1500 мкм, для изготовления растяжимого слоистого материала, характеризующегося средним относительным удлинением, большим или равным приблизительно 50% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 60% при 4 фунт-сила или большим или равным приблизительно 70% при 4 фунт-сила или большим, чем 80% при 4 фунт-сила, или большим, чем 100% при 4 фунт-сила, или большим, чем 120%-ное относительное удлинение при 4 фунт-сила, при проведении испытания в соответствии с предложенными в настоящем документе методами испытания на жесткость, относительное удлинение и упругое восстановление.

Растяжимые противохимические защитные слоистые материалы и селективно проницаемые противохимические защитные пленки, описывающиеся в настоящем документе, в значительной мере сдерживают прохождение вредных химических веществ в и через пленки и обычно являются неадсорбирующими, характеризуясь определенной по методу БЭТ площадью удельной поверхности, значительно меньшей, чем у противохимических защитных адсорбирующих материалов на основе активированного угля. Растяжимые слоистые материалы и селективно проницаемые пленки, описывающиеся в настоящем документе, характеризуются определенной по методу БЭТ площадью удельной поверхности, меньшей чем 50 м²/г, меньшей чем 25 м²/г, меньшей чем 10 м²/г, меньшей чем 5 м²/г, или меньшей чем 2 м²/г. Противохимические защитные костюмы на основе угля обычно характеризуются определенной по методу БЭТ площадью удельной поверхности, большей, чем приблизительно 200 или 300 м²/г.

Как было установлено, растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется на удивление большей долговечностью при изгибании, чем нерастягивающийся противохимический защитный слоистый материал. В случае растяжимого противохимического защитного слоистого материала продемонстрирована меньшая проницаемость для химических паров после изгибания Gelbo, чем в случае противохимического защитного слоистого материала, который не является растяжимым.

Противохимический защитный слоистый материал характеризуется, по меньшей мере, на 25 процентов или, по меньшей мере, на 50 процентов меньшей проницаемостью для токсичных химических паров, когда он изготовлен в виде растяжимого противохимического защитного слоистого материала. В одном варианте осуществления предлагается растяжимый противохимический защитный слоистый материал, характеризующийся проницаемостью для акрилонитрила, меньшей, чем приблизительно 6 мкг/см² после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе методом испытания на изгибание Gelbo. Растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для акрилонитрила, меньшей, чем приблизительно 3 мкг/см², или меньшей, чем приблизительно 2 мкг/см, после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с данным методом.

Как к удивлению также было установлено, растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для горчичного газа (иприта), меньшей, чем приблизительно 20 мкг/см² после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе методом испытания на изгибание Gelbo. Долговечный растяжимый противохимический защитный слоистый материал может быть изготовлен характеризующимся проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 4 мкг/см², меньшей, чем приблизительно 3 мкг/см², меньшей, чем приблизительно 2 мкг/см², после 10 тысяч циклов Gelbo при проведении испытания в соответствии с данным методом.

Таким образом, один вариант осуществления, описывающийся в настоящем документе, представляет собой способ изготовления селективно проницаемого противохимического защитного материала, который характеризуется низкой проницаемостью для токсичных химических паров после изгибания. Способ включает стадии получения жесткой селективно проницаемой противохимической защитной пленки, характеризующейся жесткостью, большей, чем 20 г, или большей, чем 50 г, и эластичного текстиля и соединения их для изготовления растяжимого противохимического защитного слоистого материала по способам, описывающимся в настоящем документе, причем растяжимый противохимический защитный слоистый материал изготавливают характеризующимся, по меньшей мере, 80%-ным относительным удлинением при 4 фунт-сила и, по меньшей мере, 80%-ным упругим восстановлением. Материал, изготовленный по данному способу, является селективно проницаемым и характеризуется, по меньшей мере, на 25 процентов меньшей или, по меньшей мере, на 50% меньшей проницаемостью для акрилонитрила или иприта, чем селективно проницаемый материал, изготовленный в виде нерастяжимого слоистого материала, после воздействия на оба слоистых материала, по меньшей мере, 10 тысяч циклов Gelbo и проведения испытания на проницаемость для акрилонитрила или иприта.

В еще одном варианте осуществления растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется высоким сопротивлением проницаемости для химических паров после стирки. Растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 20 мкг/см², после 16 циклов стирки при проведении испытания в соответствии с методом испытания на проницаемость для химического вещества после реализации методики стирки, где данные метод и методика описываются в настоящем документе. Предпочтительно растяжимый противохимический защитный слоистый материал после 16 циклов стирки характеризуется проницаемостью для иприта, меньшей, чем приблизительно 4 мкг/см².

Растяжимые противохимические защитные слоистые материалы настоящего изобретения характеризуются на удивление пониженными значениями силы звука в сопоставлении с нерастягивающимися противохимическими защитными слоистыми материалами, сконструированными подобным образом и включающими ту же самую селективно проницаемую противохимическую защитную пленку. В одном варианте осуществления растяжимый противохимический защитный слоистый материал характеризуется результатом измерения уровня шума, меньшим или равным приблизительно 5 сонам или меньшим или равным приблизительно 3 сонам, демонстрируя уменьшение количества сонов, большее, чем 25%, или больше, чем 50%, в сопоставлении с тем, что имеет место для нерастягивающегося противохимического защитного слоистого материала, при проведении испытания в соответствии с описывающимся в настоящем документе испытанием для измерения уровня шума.

В еще одном варианте осуществления облегающий фигуру гимнастический костюм конструируют из растяжимого противохимического защитного слоистого материала, включающего жесткую селективно проницаемую противохимическую защитную пленку. Как к удивлению было установлено, при носке облегающего фигуру гимнастического костюма, включающего слоистый материал, теплоотдача для пользователя может быть значительно улучшена, будь то при индивидуальной носке или при носке под обмундированием.

Таким образом, в одном варианте осуществления изготавливают характеризующийся низкой тепловой нагрузкой противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм, который обеспечивает получение улучшенной теплоотдачи, в частности, при проведении испытания в условиях высокой температуры и низкой относительной влажности. Растяжимые слоистые материалы, характеризующиеся высоким относительным удлинением, обеспечивают облегание голого тела, доводя теплоотдачу до максимума и создавая пользователю комфорт, достаточный для носки в течение продолжительного периода времени. Гимнастический костюм может быть разработан, например, в виде цельного костюма, такого как комбинезон или защитный комбинезон, или костюма-двойки, где один элемент покрывает торс и руки пользователя, а другой элемент покрывает нижнюю часть тела и ноги пользователя. Гимнастический костюм в качестве противохимического защитного костюма, характеризующегося низкой тепловой нагрузкой, можно носить при наличии или в отсутствие верхней одежды, такой как обмундирование или другая одежда, которая обеспечивает незначительную или нулевую защиту от химических или биологических угроз. Фигура 5 демонстрирует облегающий фигуру гимнастический костюм-двойку (14), носимый в отсутствие какой-либо верхней одежды. Фигура 6 демонстрирует облегающий фигуру гимнастический костюм (14) и не создающее противохимическую защиту обмундирование (15), носимое поверх него.

В одном варианте осуществления предлагается характеризующийся низкой тепловой нагрузкой противохимический защитный костюм, включающий облегающий фигуру гимнастический костюм, который характеризуется теплоотдачей, большей, чем приблизительно 140 Вт/м², или большей, чем приблизительно 150 Вт/м², при 35°С и 60%-ной относительной влажности (ОВ) при проведении испытания в соответствии предложенным в настоящем документе методом измерения теплоотдачи.

В еще одном варианте осуществления противохимический защитный костюм, характеризующийся низкой тепловой нагрузкой, включает облегающий фигуру гимнастический костюм (14), носимый под не создающим противохимическую защиту обмундированием (15), как это продемонстрировано на фигуре 6. Обмундирование может включать высоковоздухопроницаемую ткань, такую как ткань 330D Cordura®, или может включать коммерчески доступную полевую форму одежды (ПФО). Облегающий фигуру гимнастический костюм, изготовленный в виде цельного костюма или костюма-двойки, при носке в комбинации с обмундированием характеризуется теплоотдачей, большей, чем приблизительно 100 Вт/м², или большей, чем приблизительно 130 Вт/м², при проведении испытания при 35°С и 60% 0 В, или, в альтернативном варианте, теплоотдачей, большей, чем приблизительно 150 Вт/м², или большей, чем приблизительно 200 Вт/м², или большей, чем приблизительно 240 Вт/м², при 45°C и 15% 0 В, при проведении испытания в соответствии описывающимся в настоящем документе методом измерения теплоотдачи.

Следующие далее примеры иллюстрируют то, как настоящее изобретение может быть сделано и использовано, без намерения ограничивать объем настоящего изобретения. Несмотря на иллюстрацию и описание в настоящем документе конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения настоящее изобретение не должно ограничиваться такими иллюстрациями и описаниями.

Методы испытаний

Испытание на жесткость

Для измерения жесткости пленок использовали метод испытания публикации ASTM test method D6828, озаглавленной «Standard Test Method for Stiffhess of Fabric by the Blade/Slot Method». Данный метод включает укладывание плоского материала с размерами 4 дюйма на 4 дюйма на указанный паз, а после этого прижимание лезвия к материалу для продавливания его через паз.

Для целей данного патента использовали следующие далее параметры испытания: ширину прорези выдерживают равной 0,25 дюйма. Траверса составляет 100 граммов. В типичном испытании образец помещают на оборудование таким образом, чтобы края проходили перпендикулярно прорези. Испытание начинают, заставляя траверсу опускаться, а образец продавливаться через прорезь на испытательном столике. Пиковое значение сопротивления отображают и регистрируют. Тот же самый образец после этого переворачивают и поворачивают на 180 градусов. В данной новой конфигурации еще раз начинают испытание, заставляя образец продавливаться через прорезь. Регистрируют второе значение сопротивления. Методику повторяют для образца, повернутого на 90 градусов, (когда соседние края перпендикулярны прорези), получая еще два значения. Четыре значения складывают, получая совокупное значение жесткости для образца (принимая во внимание асимметрию и анизотропность). Значения, приведенные в данном случае, представляют собой среднюю совокупную жесткость для индивидуальных измерений, по меньшей мере, для 3 родственных образцов в граммах.

Испытание на относительное удлинение и упругое восстановление

Для измерения относительного удлинения и упругого восстановления у растягивающихся образцов слоистых материалов для испытания использовали метод испытания публикации ASTM test method D 5035-06 «Standard Test Method for Breaking Force and Elongation of Textile Fabrics (Strip Method)». В направлении основы отрезали образцы для испытаний с размерами 1 дюйм в ширину Х 6 дюймов в длину. Относительное удлинение измеряли при использовании установки Instron®, используя длину базы измерения 4 дюйма. Относительное удлинение определяли как процентное (%) увеличение длины базы измерения после приложения усилия; результаты измерения регистрировали при 4 фунт-сила. Вычисления %-ного упругого восстановления проводили после удаления нагрузки при использовании приведенного ниже уравнения.

При измерении относительного удлинения у пленочных и текстильных образцов для испытаний размеры образца составляли 3 дюйма в ширину × 8 дюймов в длину при длине базы измерения 4 дюйма; измерения относительного удлинения проводили при 4 фунт-сила. Процентное упругое восстановление рассчитывали следующим образом.

% − н о е   у п р у г о е   в о с с т а н о в л е н и е = 100 − ( к о н е ч н а я   д л и н а   −   н а ч а л ь н а я   д л и н а ) ⋅ 100 н а ч а л ь н а я   д л и н а

Испытание по методу БЭТ для определения площади удельной поверхности

Для измерения площади удельной поверхности у образцов использовали метод публикации ASTM D4820-99 «Standard Test Methods for Carbon Black - Surface Area by Multipoint B. E. T. Nitrogen Adsorption». Использовали прибор Coulter SA3100 Series Surface Area Analyzer.

В пробирку помещают 0,5-1,0 грамма образца. После этого образец дегазируют в течение 120 минут при 110°С в условиях продувании гелия. После определения конечной массы образец помещают в анализатор, где, создавая вакуум, его вакуумируют. После этого, охватывая пробирку, поднимают сосуд Дьюара с жидким азотом.

Затем в анализатор в импульсном режиме подают небольшие количества азота при одновременном измерении давления в пробирке. Регистрируют одиннадцать точек для интерполирования пяти точек на интервале 0,05-0,20 Ps/Po (Ps=давление образца, Ро=давление насыщения). Данные результаты используют при вычислении Брунауэра, Эмметта и Теллера (БЭТ) для расчета площади удельной поверхности у образца.

Испытание на изгибание Gelbo

Использовали публикацию ASTM F3 92-93 (2004) «Standard Test Method for Flex Durability of Flexible Barrier Materials». Прибор для испытания на изгибание помещали в камеру с регулируемьми характеристиками окружающей среды, выдерживаемую при 40°С и 10%-ной относительной влажности. Образцы изгибали в ходе 10000 проходов изгибания. Действие изгибания состоит в крутящем движении с последующим горизонтальным движением, таким образом, в неоднократных кручении и раздавливании слоистого материала. Частота соответствует скорости в 45 проходов в минуту. Степень повреждения после изгибания определяют в результате измерения степени проницаемости для х