Легкие износостойкие укрытия и слоистые материалы для их изготовления
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к легкому воздухопроницаемому укрытию из слоистых материалов. Легкое укрытие имеет внешнюю пленочную поверхность. Легкое укрытие выполнено из слоистого материала, имеющего пористую наружную пленку. Слоистый материал характеризуется проницаемостью для водяных паров и огнестойкостью (успешное прохождение теста CPAI-84) и сопротивлением истиранию наружной пленочной поверхности, обеспечивающим долговечную непроницаемость для жидкости. Легкое укрытие может представлять собой одностенную палатку, изготовленную из слоистого материала, характеризующегося достаточной кислородопроницаемостью для поддержания жизни при закрытии отверстий укрытия. Изобретение позволяет повысить водонепроницаемость укрытия при сохранении его воздухопропускной способности, повысить его износостойкость и эксплуатационную надежность. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил., 6 табл.
Реферат
Область техники
Изобретение относится к легкому воздухопроницаемому укрытию, имеющему внешнюю нетекстильную поверхность. В частности, изобретение относится к легким слоистым материалам для изготовления укрытий.
Уровень техники
Известны легкие укрытия, которые обеспечивают определенную защиту от условий окружающей среды, такие как палатки, спальные мешки-палатки, спальные мешки и тому подобное. На материалы из полиэфира и найлона, использующиеся для изготовления легких укрытий, наносят покрытия для придания водостойкости или водонепроницаемости и могут осуществлять печать рисунка для придания желательного внешнего вида.
Конструкции легких палаток обычно имеют либо двустенную структуру, включающую отдельное защищающее от дождя откидное полотнище и корпус палатки, либо одностенную структуру, включающую только корпус палатки, выполненный, например, из слоистого материала, и не имеющую какого-либо отдельного защищающего от дождя откидного полотнища. В двустенных палатках водонепроницаемость обеспечивается защищающим от дождя откидным полотнищем за счет расположения его поверх корпуса палатки, стенки которой выполнены из высоковоздухопроницаемой и водопроницаемой сетчатой ткани. Однако наличие защищающего от дождя откидного полотнища увеличивает массу и объем всей конструкции. Кроме того, в двустенной палаточной конструкции, включающей защищающее от дождя откидное полотнище из легкого материала, такой как найлон, для достижения водонепроницаемости обычно используют полиуретановое покрытие или силиконовое покрытие. Недостатком является то, что материалы, имеющие покрытие, не обеспечивают достижение долговременной надежности по водонепроницаемости. Обычные слоистые материалы, использующиеся для одностенных палаток для обеспечения долговременной водостойкости, включают множество слоев, в результате чего они являются тяжелыми и при попадании на них дождя имеют высокий прирост массы от поглощенной воды, чт, тем самым делает их непригодными для определенных областей применения. Кроме того, слоистые материалы одностенных палаток не являются воздухопроницаемыми, и им обычно свойственно отсутствие достаточной кислородопроницаемости для поддержания жизни обитателей при закрытии палатки, а зачастую свойственно и отсутствие надлежащей огнестойкости.
Для достижения огнестойкости и УФ-стойкости на материалы укрытий зачастую наносят покрытия; однако такие покрытия подвержены растрескиванию в холодных климатах, а также истиранию и другим механическим воздействиям, которые могут вызвать разрушение. В альтернативном варианте, для достижения огнестойкости зачастую используют огнестойкие материалы, которые продают под торговым наименованием Nomex®. К сожалению, данные мета-арамидные текстили имеют значительное ухудшение предела прочности при растяжении после воздействия УФ-излучения, которое обычно происходит в условиях эксплуатации.
Палатки, изготовленные в виде однослойной конструкции, могут иметь меньшую массу и меньший объем по сравнению с двустенными палатками благодаря исключению водонепроницаемого откидного полотнища. Однако современные легкие одностенные конструкции, в которых использованы легкие материалы с покрытием, такие как найлон с покрытием, не обладают долговременной стойкостью к воздействию жидкости и не удовлетворяют надлежащим образом определенным требованиям по огнестойкости, которые жизненно необходимы для некоторых пользователей палаток. В одностенных палатках, в которых использованы материалы, которые могут обеспечивать повышенный уровень огнестойкости, используют несколько слоев более тяжелой ткани, что увеличивает объем и массу конструкции.
Известны композитные водонепроницаемые ткани для укрытий. Например, в патентном документе US 4302496 описаны композиционные материалы для стенок палаток, которые согласно описанию являются легкими и огнестойкими или негорючими. Композиционный материал имеет, по меньшей мере, три слоя, а именно наружный и внутренний тканые слои и средний слой из политетрафторэтилена. Согласно описанию предел прочности при растяжении и сопротивление раздиру композиту обеспечивает внутренний тканый слой, в то время как наружный тканый слой обеспечивает ему сопротивление к истиранию, а водонепроницаемость и сопротивление воздействию ветра гарантирует средний слой. Несмотря на легкость композита, в соответствии с описываемыми вариантами выполнения он имеет удельный вес, превышающий 183 г/м2 (5,4 унция/ярд2), что является невыгодным и делает его чрезмерно тяжелым и объемистым для определенных областей применения.
Раскрытие изобретения
Предлагается легкое укрытие, которое имеет внешнюю пленочную поверхность.
Легкое укрытие имеет внешнюю пленочную поверхность, обладающую свойствами, такими как сопротивление истиранию, за счет чего сохраняется долговременная непроницаемость для жидкости. Легкое укрытие получают из слоистого материала, имеющего достаточную кислородопроницаемость для поддержания жизни при закрытии отверстий укрытия. Также предлагается легкий воздухопроницаемый слоистый материал, имеющий наружную пленочную поверхность и характеризующийся такими свойствами, как долговременная непроницаемость для жидкости и огнестойкость (подтверждено испытаниями на огнестойкость согласно тесту CPAI-84), при этом слоистый материал может быть окрашен.
Согласно одному из вариантов осуществления предлагается одностенная палатка, имеющая качества, присущие двустенной палатке, имеющей воздухопроницаемые, но непроницаемые для жидкости стенки, при отсутствии необходимости использования защищающего от дождя откидного полотнища, кроме того, дополнительно предлагаемая палатка одновременно обладает легкостью и упаковываемостью, присущими конструкции одностенной палатки. Преимуществом является то, что описываемая в настоящем документе одностенная палатка, имеющая внешнюю пленочную поверхность, характеризуется долговременной непроницаемостью для жидкости и достаточной кислородопроницаемостью для поддержания жизни в закрытом состоянии палатки при отсутствии вспомогательного оборудования. Укрытия изготавливают из слоистых материалов, являющихся непроницаемыми для жидкости и имеющих высокие предел прочности при раздире и сопротивление истиранию на уровне эксплуатационных характеристик, ранее считавшихся недостижимыми для конструкций, имеющих наружную пленочную поверхность.
Преимущество состоит в том, что согласно одному из вариантов осуществления изобретения удельный вес легкого слоистого материала составляет менее чем 271 г/м2 (8 унция/ярд2), при этом он является огнестойким (подтверждено испытаниями на огнестойкость согласно тесту CPAI-84), имеет долговременную непроницаемость для жидкости вплоть до 4,83 кПа (0,7 фунт/дюйм2) в течение 3 минут после испытания на истирание при одновременном наличии достаточно высокой кислородопроницаемости (О2) (проницаемости по O2, большей чем 2 м3/м2· бар·час) для поддержания жизни при закрытом состоянии укрытия.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение станет понятным из приведенного далее описания изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показано укрытие в виде тента в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг.2 - используемый для изготовления укрытия слоистый материал согласно одному из вариантов осуществления изобретения, вид в поперечном сечении;
на фиг.3 - используемый для изготовления укрытия слоистый материал согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в поперечном сечении;
на фиг.4 - используемый для изготовления укрытия слоистый материал согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в поперечном сечении;
на фиг.5а - укрытие в виде спального мешка-палатки, вид спереди;
на фиг.5b - то же, вид сбоку;
на фиг.6а - укрытие в виде палатки, вид в перспективе,
на фиг.6b - то же, вид сверху.
Осуществление изобретения
Предлагается слоистый материал, имеющий наружную пленочную поверхность, который может быть использован при изготовлении высокотехнологичных укрытий, таких как одностенные палатки, спальные мешки-палатки, чехлы и тому подобное. Наружная пленочная поверхность слоистого материала предназначена для обращения наружу в направлении окружающей среды для получения укрытий, имеющих внешнюю пленочную поверхность. Слоистый материал, имеющий наружную пленочную поверхность, может быть выполнен с окрашенной наружной пленочной поверхностью и иметь множество свойств, таких как долговременная непроницаемость для жидкости, кислородопроницаемость, воздухопроницаемость, огнестойкость, низкое водопоглощение и высокая скорость прохождения водяных паров. В дополнение к этому, слоистый материал, включающий наружный пленочный слой, может быть олеофобным, характеризоваться высоким пределом прочности при раздире и сопротивлением истиранию. Также предлагается одностенное укрытие, такое как палатка, имеющее внешнюю пленочную поверхность и характеризующееся такими свойствами, как легкость, низкое водопоглощение, сопротивление истиранию, долговечная непроницаемость для жидкости, негорючесть, воздухопроницаемость и наличием окрашенной внешней поверхности. Согласно одному из вариантов осуществления предлагается одностенная палатка, характеризующаяся в закрытом состоянии достаточной проницаемостью по O2 для поддержания жизни.
На фиг.1 в качестве примера показано укрытие в виде одностенной палатки (1), имеющей верхнюю (2) и нижнюю (3) части палатки. В палатке выполнено отверстие (4) с дверцей (5) для входа и выхода пользователя палатки, которое может быть плотно закрыто для защиты от окружающей среды. Согласно одному варианту осуществления предлагается легкая палатка, в которой верхняя часть палатки (2) составляет более чем 70% от площади поверхности палатки, а нижняя часть палатки (3) составляет менее чем приблизительно 30% от площади поверхности палатки. Согласно некоторым вариантам осуществления нижняя часть палатки простирается от дна палатки (6) вверх до стенок палатки (7) на величину вплоть до приблизительно 15,24 см (6 дюймов) таким образом, чтобы шов (30) находился бы выше уровня грунта, при этом данную конструкцию дна также называют «подносом».
Верхняя часть палатки имеет внешнюю нетекстильную поверхность палатки (8) и внутреннюю поверхность палатки (9). Верхняя часть палатки образована из слоистого материала, примеры которого показаны на фиг.2, 3 и 4 в поперечном сечении. Слоистые материалы (20), подходящие для изготовления верхней части (2) палатки (1), включают в себя пористую наружную пленку (21), прикрепленную к по меньшей мере одному дополнительному слою (22), который придает слоистому материалу, например, стабильность геометрических размеров. Пористую пленку (21) и по меньшей мере один дополнительный слой (22) скрепляют посредством дискретно нанесенных средств крепления (23) для сохранения воздухопроницаемости слоистого материала. Слоистые материалы (20) имеют наружную пленочную поверхность (24) и внутреннюю поверхность (25). Внутренней поверхностью слоистого материала (25) является поверхность внешнего, по меньшей мере, одного дополнительного слоя (22), которая противоположна поверхности, наиболее близкой к пористой пленке (21).
Как показано на фиг.1 и 2, внешняя нетекстильная поверхность (8) верхней части палатки (2) является наружной пленочной поверхностью (24) наружного слоя из пористой пленки (21) слоистого материала (20). Внутренняя поверхность палатки (9) представляет собой внутреннюю поверхность (25) слоистого материала, которая в данном варианте осуществления является поверхностью по меньшей мере одного дополнительного слоя (22), противоположной поверхности, прикрепленной к наружной пористой пленке (21). Таким образом, в случае наличия по меньшей мере одного дополнительного слоя (22) из текстильного материала, прикрепленного к пористой пленке (21), внутренняя поверхность палатки (13) будет представлять собой текстильный материал.
Как показано на фиг.3, согласно одному из вариантов осуществления по меньшей мере один дополнительный слой слоистого материала (20) может представлять собой вторую пористую пленку (26), прикрепленную к наружной пористой пленке (21) посредством дискретно нанесенных средств крепления (23). В дополнительном варианте осуществления, представленном в качестве примера на фиг.4, в котором по меньшей мере одним дополнительным слоем (22) является текстильный слой, слоистый материал также может включать в себя вторую пористую пленку - пористую внутреннюю пленку (27), прикрепленную к текстильному слою (22) посредством дискретно нанесенных средств крепления (23). Поэтому, если внутренней поверхностью (9) укрытия будет поверхность слоистого материала, противоположная наружной пленочной поверхности (24), внутренняя поверхность (9) укрытия также может представлять собой пористую внутреннюю пленочную поверхность (27).
Укрытия, описываемые в настоящем документе, изготавливают из слоистого материала, характеризующегося долговременной непроницаемостью для жидкости, который не дает протечку первоначально (при проведении испытания при 4,83 кПа (0,7 фунт/дюйм2) в течение трех минут), а также после 1000 циклов истирания наружной пленочной поверхности в соответствии с тестом Мартиндейла, что подтверждается при проведении испытания на непроницаемость для жидкости, описанного в настоящем описании.
Согласно другим вариантам осуществления изобретения укрытия, описанные в настоящем документе, изготавливают из слоистых материалов, характеризующихся первоначальным гидростатическим сопротивлением, большим чем 276 кПа (40 фунт/дюйм2), или большим чем 414 кПа (60 фунт/дюйм2), или большим чем 552 кПа (80 фунт/дюйм2), или большим, чем 621 кПа (90 фунт/дюйм2), или большим чем 689 кПа (100 фунт/дюйм2), определяемым при проведении испытания на гидростатическое сопротивление, описанного в настоящем документе. Могут быть получены слоистые материалы, характеризующиеся хорошим гидростатическим сопротивлением после оказания воздействия, такого как истирание или загрязнение загрязнителем. В некоторых вариантах осуществления изготавливают долговечные слоистые материалы, характеризующиеся после испытания на истирание гидростатическим сопротивлением, большим или равным 276 кПа (40 фунт/дюйм2), или большим или равным 414 кПа (60 фунт/дюйм2), или большим или равным 552 кПа (80 фунт/дюйм2), или большим или равным 621 кПа (90 фунт/дюйм2) после 1000 циклов истирания наружной пленочной поверхности, определяемым при проведении испытания гидростатического сопротивления после воздействия истирания, описанного в настоящем документе. Согласно еще одному варианту осуществления получают долговечный слоистый материал, имеющий гидростатическое сопротивление, большее чем 207 кПа (30 фунт/дюйм2), как первоначально, так и после загрязнения химическими реагентами, такими как диэтилтолуамид (ДЭТА), определяемое при проведении испытания на гидростатическое сопротивление после загрязнения при использовании ДЭТА, описанного в настоящем описании.
Для укрытий, таких как палатки и спальные мешки-палатки, описанные слоистые материалы являются кислородопроницаемыми и имеют скорость диффузии О2 через единицу площади поверхности укрытия (например, палатки), обеспечивающую достаточное диффундирование кислорода в укрытие для поддержания жизни обитателей при закрытии укрытия. Согласно некоторым вариантам осуществления предлагаются слоистые материалы, характеризующиеся кислородопроницаемостью, большей или равной приблизительно 2 м3/м2·бар·час, что обеспечивает достаточную кислородопроницаемость для поддержания жизни в описанном в настоящем документе укрытии, изготовленном из этих слоистых материалов. Под «достаточным диффундированием кислорода» подразумевается, что слоистые материалы верхней части палатки, описанные в настоящем документе, обеспечивают прохождение достаточного количества воздуха в укрытие для поддержания количества кислорода на уровнях, больших или равных приблизительно 16%, за счет чего восполняется кислород, потребляемый обитателями в течение времени нахождения в укрытии. Согласно другим вариантам осуществления получают слоистые материалы, которые характеризуются проницаемостью по О2, большей или равной приблизительно 4 м3/м2·бар·час, предпочтительно большей или равной приблизительно 6 м3/м2·бар·час, более предпочтительно большей или равной приблизительно 8 м3/м2·бар·час, определяемой при проведении испытания на кислородопроницаемость, описанного в настоящем описании.
Например, проникновение достаточного количества кислорода в укрытие могут обеспечить слоистые материалы, являющиеся воздухопроницаемыми, характеризующиеся числом Герли, меньшим чем 400 секунд, и имеющие пористые проходы, которые непрерывно проходят от одной поверхности слоистого материала до другой, то есть по всей толщине слоистого материала. Согласно другим вариантам осуществления могут быть получены слоистые материалы, характеризующиеся числом Герли, меньшим чем 300 секунд, предпочтительно меньшим чем 200 секунд, более предпочтительно меньшим чем 100 секунд, что подтверждается при проведении испытания на воздухопроницаемость по методу Герли, описанного в настоящем описании. Слоистые материалы, которые включают в себя монолитные покрытия или слои, использование которых приводит к получению числа Герли, большего чем приблизительно 400 секунд, могут быть непригодными для обеспечения надлежащей кислородопроницаемости для поддержания жизни при использовании укрытий в закрытом состоянии.
Для придания слоистому материалу непроницаемости для жидкости пористые пленки имеют достаточно небольшие поры, обеспечивающие слоистому материалу непроницаемость для жидкости при одновременном сохранении надлежащей пористости для диффундирования достаточного количества O2 через слоистый материал для поддержания жизни в закрытом укрытии. Например, согласно одному варианту осуществления изготавливают непроницаемую для жидкости одностенную палатку, у которой более чем приблизительно 70% непроницаемой для жидкости и воздухопроницаемой верхней части палатки выполнены из слоистых материалов, описанных в настоящем документе. Слоистый материал в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения содержит пленку, характеризующуюся числом Герли, большим чем 10 секунд, при этом слоистый материал характеризуется числом Герли, большим чем 15 секунд, за счет чего получается структура, характеризующаяся достаточно узкими порами для обеспечения необходимого уровня непроницаемости для жидкости, в то же самое время слоистый материал характеризуется числом Герли, меньшим чем 400 секунд, что обеспечивает достаточное диффундирование O2 через слоистый материал для поддержания жизни при закрытом состоянии укрытия.
Возможность прохождения водяных паров или способность материала «дышать» необходима для сведения к минимуму образования конденсата на внутренних поверхностях укрытия, например, в случае использования в холодных климатах. Слоистые материалы, описываемые в настоящем документе, обладающие способностью «дышать», характеризуются скоростью прохождения водяных паров (СПВП), большей чем 5000 г/м2/24 часа, предпочтительно большей чем 10000 г/м2/24 часа, более предпочтительно большей чем 15000 г/м2/24 часа, определяемой при проведении испытания в соответствии с описываемым далее методом.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления слоистые материалы, имеющие наружную пленочную поверхность, являются огнестойкими и успешно проходят описанное в настоящем документе испытание на воздействие пламени в вертикальном положении в соответствии с тестом CPAI-84 (Canvas Products Association, International).
Могут быть изготовлены описанные в настоящем документе легкие слоистые материалы, имеющие удельный вес, меньший, чем приблизительно 271 г/м2 (8 унция/ярд2), предпочтительно меньший чем приблизительно 203 г/м2 (6 унция/ярд2), более предпочтительно меньший чем приблизительно 136 г/м2 (4 унция/ярд2), наиболее предпочтительно меньший чем приблизительно 67,8 г/м2 (2 унция/ярд2). Могут быть изготовлены легкие слоистые материалы, имеющие удельный вес меньше чем 271 г/м2 (8 унция/ярд2), и характеризующиеся сопротивлением разрыву при развитии прокола (РРП), большим чем 4,45 Ньютона (Н) (1 фунт-сила (фунтс)), в направлении основы и утка, определяемом при проведении испытания, описанного далее в настоящем документе. Также могут быть изготовлены легкие слоистые материалы, характеризующиеся сопротивлением РРП, большим чем 8,90 Н (2 фунтс), в направлении основы и утка, или характеризующиеся сопротивлением РРП, большим чем приблизительно 11,1 Н (2,5 фунтс), в направлении основы и утка. Также могут быть изготовлены легкие слоистые материалы, имеющие удельный вес, меньший чем 271 г/м2 (8 унция/ярд2), и характеризующиеся пределом прочности при разрыве в направлении основы и утка, большим чем приблизительно 222 Н (50 фунтс) или большим чем 267 Н (60 фунтс) при проведении испытания на предел прочности при разрыве с использованием зажима клеммами, описанного в настоящем документе.
Желательно получать пористые пленки, которые являются достаточно проницаемыми для кислорода для поддержания жизни, которые можно использовать в слоистых материалах для изготовления укрытий, таких как палатки и спальные мешки-палатки. В дополнение к этому, для изготовления слоистых материалов, непроницаемых для жидкости как первоначально, так и после воздействия истирания, должны быть использованы пленки, стойкие к истиранию. Пористые воздухопроницаемые пленки могут легко истираться, что делает материалы проницаемыми для воды. Для получения таких свойств, как долговременная непроницаемость для жидкости после воздействия истирания, некоторые слоистые материалы, описанные в настоящем документе, включают в себя мембраны, характеризующиеся прочностью на разрыв при воздействии шарика, большей чем 75,6 Н (17 фунтс), или прочностью на разрыв при воздействии шарика, большей чем приблизительно 84,5 Н (19 фунтс), измеренной в ходе испытания на разрыв при воздействии шарика, описанного в настоящем документе. Для изготовления слоистых материалов, описанных в настоящем документе, также использовали мембраны, характеризующиеся средним модулем упругости, большим чем 40 МПа, предпочтительно большим чем приблизительно 60 МПа, более предпочтительно большим чем приблизительно 80 МПа, определяемым при проведении испытания, описанного в настоящем документе. Подходящими для использования с целью получения износостойких слоистых материалов также являются мембраны, характеризующиеся средней максимальной нагрузкой, большей чем 10 Н, определяемой при проведении испытания, описанного в настоящем документе.
Наружная пористая пленка (21) содержит, например, полимерные пленки, полученные из фторполимеров. Соответствующие фторполимеры могут быть, например, экспандированными фторполимерами, такими как политетрафторэтилен (ПТФЭ), который может быть обработан для получения пористых или микропористых мембранных структур. Например, ПТФЭ может образовывать микропористую мембранную структуру, характеризующуюся наличием узлов, взаимосвязанных фибриллами при экспандировании, например, в соответствии со способом, изложенным в патентных документах US 3953566 или US 7306729. Согласно одному варианту осуществления в соответствии с патентным документом US 6541589 изготавливают фторполимерную пленку из экспандированного ПТФЭ, содержащую сомономерные звенья полифторбутилэтилена (ПФБЭ). Фторполимеры на основе экспандированного ПТФЭ (эПТФЭ) могут включать политетрафторэтилен (ПТФЭ), который содержит от приблизительно 0,05% (масс.) до приблизительно 0,5% (масс.) сомономерных звеньев ПФБЭ в расчете на совокупный вес полимера.
Согласно одному из вариантов осуществления слой наружной пористой пленки (21) представляет собой экспандированный политетрафторэтилен (ПТФЭ), обладающий микроструктурой, характеризующейся наличием узлов, взаимосвязанных фибриллами, при этом поры пористой пленки являются достаточно узкими для обеспечения непроницаемости для жидкости и достаточно открытыми для обеспечения прохождения воздуха через пленку. В соответствии с одним вариантом осуществления этого добиваются за счет изготовления мембраны из эПТФЭ, характеризующейся числом Герли, большим чем 10 секунд и меньшим чем 400 секунд. В одном варианте осуществления пористую пленку изготавливают путем составления сначала композиции политетрафторэтиленовой (ПТФЭ) смолы, которая является подходящей для получения в процессе экспандирования микроструктуры, включающей узлы и фибриллы. Смолу перемешивают с алифатической углеводородной смазкой, способствующей экструдированию, такой как уайт-спирит. Из составленной композиции смолы получают цилиндрические гранулы и пасту, экструдируемые по известным методикам в требуемую эструдируемую форму, предпочтительно в виде ленты или мембраны. Изделие может быть каландровано между валами для получения необходимой толщины, а после этого подвергнуто термическому высушиванию для удаления смазки. Высушенное изделие экспандируют путем растяжения в продольном и/или поперечном направлении, как, например, описано в патентных документах US 3953566 или US 7406729, для получения структуры экспандированного ПТФЭ, характеризующейся наличием последовательности из узлов, которые взаимосвязаны фибриллами. После этого изделие из эПТФЭ фиксируют в аморфном состоянии за счет нагревания изделия выше температуры плавления кристаллов ПТФЭ, например, до приблизительно 343-375°С.
Пористая, включающая узлы и фибриллы структура мембраны из экспандированного фторполимера дает возможность прикрепления к данной пористой мембране (подложке) материалов, нанесенных в виде покрытия, и/или проведения печати на мембране. Низкая поверхностная энергия фторполимерных пленок, таких как из эПТФЭ, как известно, не позволяет осуществлять большинство обработок поверхности, что тем самым создает проблему с нанесением износостойких покрытий, таких как те, которые содержат красители. Однако согласно одному из вариантов осуществления композиция покрытия содержит связующее и краситель для окрашивания пленочной поверхности, являющейся наружной пленочной поверхностью слоистого материала. Композиция покрытия покрывает или инкапсулирует узлы и/или фибриллы структуры экспандированного фторполимера, придавая износостойкий эстетичный внешний вид.
Пленки, подходящие для использования в качестве наружного пленочного покрытия, имеют долговечную эстетичную поверхность после печати. Долговременность эстетики в некоторых вариантах осуществления может быть достигнута путем использования композиций покрытий, содержащих краситель, включающий пигмент, имеющий размер частиц, достаточно небольшой для прохождения в поры пористой подложки. Подходящими для использования с получением стойкого цвета в случае пористых или микропористых мембран являются частицы пигмента, имеющие средний диаметр, меньший чем приблизительно 250 нм. Композиция покрытия дополнительно содержит комплекс связующих, способный смачивать пористую подложку и связывать пигмент со стенками пор. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения поверхность пленки может быть окрашена красителем для получения сплошного цвета или рисунка (узора). При использовании нескольких пигментов или в результате варьирования концентраций одного или нескольких пигментов или с использованием обеих методик может быть нанесено несколько цветов. Согласно одному из вариантов осуществления верхняя часть палатки имеет окрашенную внешнюю пленочную поверхность, более чем 90% которой окрашены посредством проведения печати или с использованием другой методики нанесения при одновременном сохранении пористости слоистого материала, поры которого проходят сквозь него от одной поверхности до другой, обеспечивая необходимую проницаемость по O2 при использовании укрытия в закрытом состоянии.
Композиции покрытий, содержащие красители, могут быть нанесены с получением широкого ассортимента цветов и узоров, таких как сплошной, камуфляжный и набивной рисунок. Композиции покрытий могут содержать один или несколько красителей, подходящих для использования при печати камуфляжных рисунков, таких как лесной и пустынный ландшафты. Согласно одному из вариантов осуществления композиция покрытия, подходящая для использования при печати на поверхности пористой пленки камуфляжного рисунка в виде лесного ландшафта, содержит черный, коричневый, зеленый и светло-зеленый красители. Согласно другому варианту осуществления композиция покрытия содержит красители коричневого, защитного и желтовато-коричневого цветов, подходящие для печати камуфляжного рисунка в виде пустынного ландшафта. Другие варианты осуществления включают композиции, содержащие красители, имеющие вариации оттенков в рамках данных двух примеров.
Композиция покрытия может быть нанесена на мембрану, формирующую окрашенную наружную пленочную поверхность, несколькими способами. Способы нанесения для окрашивания пористой пленки включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: нанесение переводной печатной краски, трафаретная печать, глубокая печать, краскоструйная печать и нанесение покрытия ножевым устройством. Для пористой пленки, которая образует наружную пленочную поверхность слоистого материала или внешнюю пленочную поверхность укрытия, могут быть проведены дополнительные местные обработки при условии сохранения достаточной пористости по всему слоистому материалу для поддерживания воздухопроницаемости. Могут быть предусмотрены дополнительные обработки, которые придают функциональность, такую как нижеследующая, но не ограничивающуюся только этой: олеофобность. Примеры олеофобных покрытий включают в себя, например, фторполимеры, такие как фторакрилаты, и другие материалы, такие как описанные в патентном документе US 11/440870.
К внутренней поверхности наружной пористой пленки (21) слоистого материала (20) приклеивают, по меньшей мере, один дополнительный слой (22), обеспечивающий стабильность геометрических размеров слоистого материала. По меньшей мере один дополнительный слой должен быть выбран таким, чтобы обеспечивать достижение достаточного уровня кислородопроницаемости для поддержания жизни в закрытом укрытии, выполненном из слоистого материала, содержащего этот слой. По меньшей мере один дополнительный слой, приклеенный к пленке, представляет собой текстильный материал или нетекстильный материал. Текстильные материалы, которые придают композиту стабильность геометрических размеров, включают в себя, например, имеющие стабильные геометрические размеры тканые текстильные, вязаные и нетканые материалы. При необходимости наличия огнестойкости (ОС) могут быть использованы легкие текстильные материалы, которые являются огнестойкими сами по своей природе, включая такой материал, как ОС-волокна, например арамидные волокна, продаваемые под торговыми наименованиями Nomex® и Kevlar®, полибензимидазол (ПБИ) и их смеси или модифицированный материал на основе акрилонитрила (такой как стекловолокно, обернутое модифицированным материалом на основе акрилонитрила). Другие огнестойкие материалы, которые могут быть использованы, включают негорючий (ОС) хлопок, ОС вискозу, ОС найлон, ОС сложный полиэфир и тому подобное.
В случае по меньшей мере одного дополнительного слоя (22) в виде нетекстильного слоя, такого как пористая внутренняя пленка (фиг.3 поз.26), данная пористая пленка может быть идентичной или отличной от наружного пленочного слоя. В случае отличия пористого внутреннего пленочного слоя (26) от наружного пленочного слоя (21) он может быть выбран для придания таких свойств, как стабильность геометрических размеров, непроницаемость для жидкости и тому подобное. Согласно одному из вариантов осуществления изготавливают слоистый материал (20), включающий наружную пористую пленку (21), имеющую проточные поры с увеличенным средним диаметром для получения, например, износостойкой набивной поверхности, при этом наружную пористую пленку прикрепляют с использованием дискретно нанесенных средств крепления (23) к упрочненной второй пористой внутренней пленке (26) для получения слоистого материала, например, с высоким пределом прочности на раздир в продольном и поперечном направлениях. Согласно другим вариантам осуществления пористую внутреннюю пленку выбирают для придания слоистому материалу высокого предела прочности на разрыв в продольном и поперечном направлениях.
На один по меньшей мере дополнительный слой также могут быть нанесены покрытия, придающие слоистому материалу широкий ассортимент свойств. Например, для окрашивания слоя полностью или нанесения на него узора при использовании одного или более цветов, на по меньшей мере один дополнительный слой (22) может быть нанесена композиция покрытия, содержащая связующее и краситель. По меньшей мере один дополнительный слой в виде текстильного материала или пленки может быть окрашен по идентичной или отличной методике с использованием идентичных или различных цветов или рисунка, как и при окрашивании наружной пленки. Согласно одному из вариантов осуществления в случае необходимости получения свойства светоизоляции пористая внутренняя пленка (26) может быть окрашена в темный цвет, такой как черный. Вместо применения традиционных способов, таких как добавление дополнительных слоев для светоизоляции, может быть осуществлена светоизоляция без существенного увеличения массы слоистого материала за счет окрашивания пористого внутреннего слоя слоистого материала. Слоистый материал, имеющий светоизолирующую внутреннюю поверхность, является подходящим для использования в палатках, например, при требовании сохранения невидимости света, имеющегося внутри и снаружи укрытия. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изготавливают слоистые материалы, характеризующиеся светопропусканием, меньшим чем 10%, определяемым при проведении измерения в ходе испытания на оптическую плотность в проходящем свете, описанного в настоящем документе.
Наружный пористый пленочный слой (21) и по меньшей мере один дополнительный слой (22) склеивают друг с другом способом, сохраняющим непрерывные проходы или каналы пор от одной поверхности слоистого материала до другой. Средства крепления (23) наносят способом, сохраняющим воздухопроницаемость слоев при их приклеивании друг к другу с образованием композиционного материала. Дискретно нанесенные средства крепления могут представлять собой клеевое средство крепления, такое как дискретно нанесенный слой клея. Клеевые композиции включают в себя термоотверждающиеся клеи, такие как полиуретановый, огнестойкий полиуретановый и силиконовый. Термопластичные клеи включают в себя термопластичный полиуретан и термопластичный огнестойкий полиуретан. Пористый мембранный слой и по меньшей мере один дополнительный слой соединяют посредством клея такими способами приклеивания, как приклеивание с помощью формного цилиндра, клеевое соединение распылением и соединение сплавлением при использовании термопластичной сетки. Для максимальной воздухопроницаемости при соединении слоев используют дискретно нанесенный слой клея.
Согласно одному из вариантов осуществления изготавливают слоистый материал, обладающий одним или несколькими свойствами, такими как скорость прохождения водяного пара >5000 г/м /24 часа, требуемая огнестойкость в соответствии с испытаниями на огнестойкость (CPAI-84), удельный вес ≤136 г/м2 (4,0 унция/ярд2) (согласно измерению в ходе теста в соответствии со стандартом ASTM D 3776), предел прочности при раздире ≥6,67 Н (1,5 фунтс) в направлениях основы и утка (согласно из