RU2692274C1 - Heat-insulating textile material with high reflecting capacity - Google Patents
Heat-insulating textile material with high reflecting capacity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692274C1 RU2692274C1 RU2018134283A RU2018134283A RU2692274C1 RU 2692274 C1 RU2692274 C1 RU 2692274C1 RU 2018134283 A RU2018134283 A RU 2018134283A RU 2018134283 A RU2018134283 A RU 2018134283A RU 2692274 C1 RU2692274 C1 RU 2692274C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- heat
- textile material
- layers
- textile
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
- A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
- A41D31/06—Thermally protective, e.g. insulating
- A41D31/065—Thermally protective, e.g. insulating using layered materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к многослойным теплоизолирующим материалам и может быть использовано при производстве внутренней или наружной одежды, включая спецодежду для работы в осенне-зимний период на открытом воздухе, работников холодных складов и цехов (овощехранилищ, предприятий переработки рыбной и мясной продукции, промышленных холодильников и т.п.), аварийно-спасательной одежды, одежды для мотоциклистов и альпинистов. Кроме того, заявленное изобретение может быть использовано при производстве обуви (подкладок, прокладок и вкладышей для обуви), спальных мешков, одеял и накидок для профилактики переохлаждения, палаток, подстилок для палаток, туристических ковриков.The invention relates to multilayer insulating materials and can be used in the production of indoor or outdoor clothing, including overalls for work in the autumn-winter period in the open air, workers in cold warehouses and workshops (vegetable stores, enterprises processing fish and meat products, industrial refrigerators, etc. p.), rescue clothing, clothing for motorcyclists and climbers. In addition, the claimed invention can be used in the manufacture of shoes (linings, pads and liners for shoes), sleeping bags, blankets and capes for the prevention of hypothermia, tents, bedding for tents, travel mats.
Теплофизические свойства текстильных материалов имеют важное значение при проектировании одежды и обуви с заданными теплозащитными свойствами и их эксплуатации в различных климатических, производственных и бытовых условиях.Thermophysical properties of textile materials are important in the design of clothing and footwear with desired heat-shielding properties and their operation in various climatic, industrial and living conditions.
Текстильные материалы обладают сложной пористой структурой, состоящей из волокон и заполненных воздухом пор. Поры располагаются как между волокнами, так и внутри них; формы и размеры их разнообразны: микро- и макрокапилляры, сквозные и замкнутые. Перенос теплоты в подобных материалах с неоднородной пористой структурой осуществляется благодаря теплопроводности волокон и воздуха, находящегося в замкнутых порах, конвекции через сквозные поры, теплоизлучения стенками пор. Поэтому коэффициент теплопроводности текстильных материалов условен: он характеризует способность материала передавать тепловую энергию не только вследствие теплопроводности, но и путем конвекции и теплоизлучения.Textile materials have a complex porous structure consisting of fibers and air-filled pores. The pores are located both between the fibers and inside them; their shapes and sizes are diverse: micro and macrocapillaries, through and closed. The transfer of heat in such materials with a non-uniform porous structure is due to the thermal conductivity of the fibers and air located in closed pores, convection through through pores, and heat radiation from the pore walls. Therefore, the coefficient of thermal conductivity of textile materials is conditional: it characterizes the ability of a material to transfer thermal energy not only due to thermal conductivity, but also by convection and heat radiation.
Учитывая, что текстильные материалы обладают высокой пористостью, сравнительно малой площадью контакта между отдельными волокнами и мало различаются по теплопроводности, их теплопроводность определяется в значительной мере теплопроводностью воздуха в замкнутых порах и конвекцией через открытые поры. С увеличением пористости структуры до определенного предела теплопроводность текстильных материалов снижается, так как теплопроводность воздуха ниже теплопроводности волокон. Однако при дальнейшем повышении пористости, когда появляются незамкнутые сквозные поры, теплопроводность материалов повышается, так как важную роль начинает играть конвекция.Considering that textile materials have high porosity, a relatively small contact area between individual fibers and differ little in thermal conductivity, their thermal conductivity is largely determined by the thermal conductivity of air in closed pores and convection through open pores. With an increase in the porosity of the structure to a certain limit, the thermal conductivity of textile materials decreases, since the thermal conductivity of air is lower than the thermal conductivity of the fibers. However, with further increase in porosity, when open through pores appear, the thermal conductivity of materials increases, as convection begins to play an important role.
Процесс переноса теплоты весьма сложен. Различают три способа переноса теплоты: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.The process of heat transfer is very complicated. There are three ways of heat transfer: thermal conductivity, convection and thermal radiation.
Теплопроводность - процесс переноса теплоты в твердом теле, неподвижной жидкости или газе между участками с различной температурой. Механизм теплопроводности связан с тепловым движением микрочастиц (атомов, молекул) тела и энергетическим взаимодействием между ними.Thermal conductivity - the process of heat transfer in a solid, stationary liquid or gas between areas with different temperatures. The mechanism of heat conduction is associated with the thermal motion of microparticles (atoms, molecules) of the body and the energy interaction between them.
Конвекция - процесс переноса теплоты в жидкости или газе путем перемещения их частиц.Convection is the process of transferring heat in a liquid or gas by moving their particles.
Тепловое излучение - перенос теплоты в виде электромагнитных волн: излучаемая телом в окружающее пространство тепловая энергия превращается в лучистую, а при поглощении лучистой энергии телом она превращается в тепловую.Heat radiation is the transfer of heat in the form of electromagnetic waves: the thermal energy radiated by the body into the surrounding space turns into radiant energy, and when the body absorbs the radiant energy it turns into thermal energy.
Лучи инфракрасной части спектра человек ощущает непосредственно кожей - как тепло.The rays of the infrared part of the spectrum a person feels directly by the skin - as warm.
Из уровня техники известен теплоизоляционный текстильный материал с высокой теплоотдачей (патент GB 2207884 А, МПК A41D 31/02, A47G 9/02, A61F 13/00, В32В 15/14, D06N 3/00, D06N 3/04, D06N 3/12, D06N 7/00, опубликован 15.02.1989), предназначенный для изготовления одежды, включая одежду для велосипедистов, мотоциклистов, альпинистов, лыжников; купальники и одежда для водолазов; спасательная одежда; обувь; спальные мешки, палатки; медицинские одеяла и одежда. Известный материал состоит из трех слоев, скрепленных клеем. Первый слой представляет собой текстильный материал из нетканого полотна, состоящего из полипропиленовой плоской ленты с волокнистой композицией, содержащей приблизительно 30% нейлона и 70% вискозы. В нормальном, несжатом состоянии материал имеет плотность около 7,5 унций на квадратный ярд. Второй слой представляет собой пленку из полиэфирного майлара, имеющую тонкое алюминиевое покрытие, нанесенное на обе стороны. Для человеческого глаза отражающая фольга состоит из тонкой зеркальной пленки, отражающей видимый свет, но наиболее важным оптическим свойством фольги является ее отражательная способность в отношении инфракрасного диапазона света. Третий слой представляет собой полиэтиленовый слой толщиной 23 мкм (во втором варианте осуществления, см. фиг. 3).The prior art heat-insulating textile material with high heat transfer (patent GB 2207884 A, IPC A41D 31/02, A47G 9/02, A61F 13/00, B32B 15/14, D06N 3/00, D06N 3/04, D06N 3 / 12, D06N 7/00, published 02/15/1989), intended for the manufacture of clothing, including clothing for cyclists, motorcyclists, climbers, skiers; swimwear and clothing for divers; rescue clothing; footwear; sleeping bags, tents; medical blankets and clothing. Known material consists of three layers bonded with glue. The first layer is a textile material made from non-woven fabric, consisting of a polypropylene flat tape with a fibrous composition containing approximately 30% nylon and 70% viscose. In the normal, uncompressed state, the material has a density of about 7.5 ounces per square yard. The second layer is a polyester mylar film having a thin aluminum coating applied on both sides. For the human eye, the reflective foil consists of a thin mirror film that reflects visible light, but the most important optical property of the foil is its reflectivity with respect to the infrared range of light. The third layer is a 23 μm thick polyethylene layer (in the second embodiment, see FIG. 3).
Недостатком известного изобретения является то, что материал не обеспечивает воздухопроницаемость и паропроницаемость, а следовательно, комфортность микроклимата изделия. Кроме того, клеевое скрепление слоев материала не обеспечивает гигиенические и экологические свойства изделия.The disadvantage of the known invention is that the material does not provide breathability and vapor permeability, and therefore, the comfort of the microclimate of the product. In addition, adhesive bonding of layers of material does not provide hygienic and environmental properties of the product.
Из уровня техники известен гибкий многослойный теплоизоляционный материал (патент РФ на изобретение №2194915 С2, МПК F16L 59/08, F16L 59/02, опубликован 20.12.2002), обеспечивающий отражение инфракрасного излучения. Слои скреплены посредством адгезива. В частности, одним из вариантов выполнения известного материала является следующий: первый слой представляет собой слой тканого (капрон, шелк, брезент, полубрезент, бельтинг, парашютная ткань, стеклоткань, кремнеземная ткань, базальтовая ткань) или нетканого материала (стеклянного, кремнеземного, базальтового, войлочного материала, стекловаты и базальтовой ваты, вспененные полимеры), второй слой является металлическим, третий слой - например, защитный слой (вариант, проиллюстрированный на фиг. 2) или армирующая сетка (вариант на фиг. 7). Металлический слой, в частности, может быть выполнен из алюминия в виде металлической фольги толщиной 0,3-100 мкм. Третий слой - защитный - выполнен с целью защиты лицевой поверхности металла, армирующий - с целью придания дополнительных прочностных свойств материалу на изгиб, износостойкость, растяжение. Известное изобретение используется для изготовления барьеров распространения огня, теплоизоляции трубопроводов, огнезащитных чехлов.The prior art is a flexible multilayer insulating material (RF patent for the invention No. 2194915 C2, IPC F16L 59/08, F16L 59/02, published 12/20/2002), which provides reflection of infrared radiation. Layers are bonded with an adhesive. In particular, one of the embodiments of the known material is the following: the first layer is a woven layer (nylon, silk, tarpaulin, semi-tarpaulin, belting, parachute fabric, fiberglass, silica fabric, basalt fabric) or nonwoven material (glass, silica, basalt, felt material, glass wool and basalt wool, foamed polymers), the second layer is metallic, the third layer is, for example, a protective layer (option, illustrated in Fig. 2) or a reinforcing mesh (option in Fig. 7). The metal layer, in particular, can be made of aluminum in the form of a metal foil with a thickness of 0.3-100 microns. The third layer - protective - is made to protect the front surface of the metal, reinforcing - in order to impart additional strength properties to the material for bending, wear resistance, stretching. Known invention is used for the manufacture of barriers to the spread of fire, pipe insulation, flame retardant covers.
Недостатком является то, что материал не является эластичным и не устойчив к многократному изгибу и растяжению за счет имеющегося в своем составе металлического слоя, выполненного из фольги. Вследствие этого известное изобретение не может быть использовано при производстве одежды и обуви.The disadvantage is that the material is not elastic and is not resistant to repeated bending and stretching due to its composition of a metal layer made of foil. As a consequence, the known invention cannot be used in the manufacture of clothes and shoes.
Из уровня техники известен композитный текстильный материал с высокими защитными и теплоизолирующими характеристиками (патент РФ на полезную модель №177473 U1, МПК A41D 27/00, опубликован 26.02.2018). Известный материал состоит из сопряженных между собой внутреннего (первый слой) и наружного (третий слой) пакетов с теплоизолирующими неткаными материалами, при этом между двумя пакетами размещен материал (второй слой), отражающий инфракрасное излучение. Первый слой может состоять из флиса, спанбонда (нетканого материала), синтепона, холлофайбера, тинсулейта, прималофта. Второй слой может состоять, в частности, из алюминия. Третий слой может состоять из спанбонда, полиэфира (полиэстера, полиамида, полипропилена). Слои могут быть скреплены клеевым или термическим способом.The prior art composite textile material with high protective and insulating characteristics (RF patent for useful model No. 177473 U1, IPC A41D 27/00, published 02.26.2018). The known material consists of interconnected inner (first layer) and outer (third layer) packages with heat insulating nonwoven materials, while between two packages there is a material (second layer) reflecting infrared radiation. The first layer may consist of fleece, spunbond (nonwoven fabric), padding polyester, holofiber, tinsuleyt, primaloft. The second layer may consist, in particular, of aluminum. The third layer may consist of spunbond, polyester (polyester, polyamide, polypropylene). Layers can be bonded with adhesive or thermal methods.
Недостатками известного изобретения являются:The disadvantages of the known invention are:
- скрепление слоев материала клеевом способом не обеспечивает гигиенические и экологические свойства,- bonding layers of material in an adhesive way does not provide hygienic and environmental properties,
- промежуточный слой, выполненный из алюминия, не обеспечивает эластичности материала, устойчивости к многократному изгибу и растяжению.- an intermediate layer made of aluminum does not provide the elasticity of the material, resistance to repeated bending and stretching.
Из уровня техники известен материал с покрытием, отражающим инфракрасное излучение (патент РФ на изобретение №2127194 С1, МПК В32 В 5/18, опубликован 10.03.1999). Известный материал содержит по меньшей мере одну металлизированную микропористую мембрану (второй слой), дублированную по меньшей мере с еще одним слоем текстильного материала (первый и/или третий слои). Слои скрепляются с помощью клея или термическим сплавлением. Во втором слое мембрана (пленка) выполнена из микропористого вспененного политетрафторэтилена, а металл может являться алюминием. Толщина металлического покрытия 0,001-0,125 дюймов. Текстильный материал в первом и/или третьем слое может представлять собой шелк, нейлон, трикотаж. Известный материал используется для изготовления камуфлирующей одежды.The prior art known material with a coating that reflects infrared radiation (RF patent for the invention №2127194 C1, IPC B32 5/18, published 03.10.1999). The known material contains at least one metallized microporous membrane (second layer), duplicated with at least one more layer of textile material (first and / or third layers). Layers are bonded with glue or thermal fusion. In the second layer, the membrane (film) is made of microporous polytetrafluoroethylene foamed, and the metal can be aluminum. The thickness of the metal coating is 0.001-0.125 inches. Textile material in the first and / or third layer can be a silk, nylon, knitwear. Known material used for the manufacture of camouflage clothing.
К недостаткам известного изобретения можно отнести высокую стоимость и трудоемкость получения материала методом прессования, а также невозможность экранирования человека, покрытого таким материалом в ближней, средней и дальней областях спектра, так как материал не обеспечивает теплозащитный эффект. Кроме того, скрепление слоев материала клеевом способом не обеспечивает гигиенические и экологические свойства, а промежуточный слой, выполненный из алюминия, не обеспечивает эластичности материала, устойчивости к многократному изгибу и растяжению.The disadvantages of the known invention include the high cost and laboriousness of obtaining material by pressing, as well as the impossibility of shielding a person covered with such material in the near, middle and far regions of the spectrum, since the material does not provide a heat-shielding effect. In addition, the bonding of layers of material by the adhesive method does not provide hygienic and ecological properties, and the intermediate layer, made of aluminum, does not provide elasticity of the material, resistance to repeated bending and stretching.
Из уровня техники известен многослойный теплоизолирующий материал (патент РФ на изобретение №2415622 С1, МПК A41D 31/02, опубликован 10.04.2011), который может использоваться для одежды специального назначения, мобильных покрытий - палаток, тентов. Известный теплоизолирующий материал состоит из первого слоя, выполненного из текстильного материала, третьего слоя в виде конструктивных элементов из текстильного материала, и второго слоя в виде металлизированного покрытия, образованного на внутренней поверхности упомянутых конструктивных элементов. В качестве металлизированного покрытия может использоваться, в частности, алюминий. Слои могут быть скреплены ниточным, клеевым, ниточно-клеевым или сварным способом. Известный материал предназначен для обеспечения камуфлирующего эффекта биологического объекта в ночное время суток.The prior art multilayer insulating material (RF patent for the invention №2415622 C1, IPC A41D 31/02, published 04/10/2011), which can be used for special purpose clothing, mobile coatings - tents, awnings. The known heat insulating material consists of a first layer made of a textile material, a third layer in the form of structural elements of a textile material, and a second layer in the form of a metallized coating formed on the inner surface of said structural elements. In particular, aluminum can be used as a metallized coating. Layers can be bonded with a filler, glue, filament-glue or welded process. Known material is designed to provide the camouflaging effect of a biological object at night.
К недостаткам известного изобретения можно отнести высокую стоимость и трудоемкость получения материала, а также исключение воздухопроницаемости и паропроницаемости материала за счет нанесения на основной слой термопластичного полимера и металлизированного покрытия.The disadvantages of the known invention include the high cost and laboriousness of obtaining the material, as well as the exclusion of air permeability and vapor permeability of the material due to the deposition of a thermoplastic polymer and a metallized coating on the base layer.
Из уровня техники известен материал, отражающий инфракрасное излучение, состоящий из трех слоев (патент РФ на изобретение №2403328, МПК D03D 11/00, опубликован 10.11.2010). Первый слой представляет собой текстильный материал, состоящий из полиэфира с водоотталкивающей пропиткой. Поверхностная плотность около 160-265 г/м2. Второй слой представляет собой металлизированный слой из нитрида титана, нанесенный на третий слой на атомарно-молекулярном уровне в количестве 1-2 г/м2, толщиной до 100 нм. Второй слой обеспечивает теплоизоляцию, существенно ослабляет теплоотдачу и способствует отражению инфракрасного излучения. Третий слой представляет собой микропористый мембранный слой из термопластичной полиуретановой смолы с размером пор 1,3-1,6⋅10-6 м.The prior art material is known, reflecting infrared radiation, consisting of three layers (RF patent for the invention №2403328, IPC D03D 11/00, published 10.11.2010). The first layer is a textile material consisting of water-repellent polyester. The surface density is about 160-265 g / m 2 . The second layer is a metallized layer of titanium nitride deposited on the third layer at the atomic-molecular level in the amount of 1-2 g / m 2 , up to 100 nm thick. The second layer provides thermal insulation, significantly weakens the heat transfer and contributes to the reflection of infrared radiation. The third layer is a microporous membrane layer of thermoplastic polyurethane resin with a pore size of 1.3-1.6⋅10 -6 m.
Недостатками известного изобретения является исключение воздухопроницаемости и паропроницаемости материала за счет наличия слоя из термопластичной полиуретановой смолы, сплошного металлизированного слоя и водоотталкивающей пропитки.The disadvantages of the known invention is the elimination of air permeability and vapor permeability of the material due to the presence of a layer of thermoplastic polyurethane resin, a continuous metallized layer and water-repellent impregnation.
Из уровня техники известен теплоизоляционный материал для изготовления тонкой и ветрозащитной одежды (патент CN 204335918 U, МПК A41D 31/02, A41D 1/00, опубликован 20.05.2015), состоящий из трех слоев: слой (10) из ветрозащитной водонепроницаемой пленки (микропористая пленка из политетрафторэтилена), трикотажное полотно из полиэфира (20) и слой (30) из алюминия в виде сетки, напыленного на полиэфирное трикотажное полотно. Слой (10) из политетрафторэтилена содержит микропоры диаметром 0,1-0,5 мкм.Heat-insulating material for the manufacture of thin and wind-proof clothing (patent CN 204335918 U, IPC A41D 31/02,
К недостаткам известного изобретения можно отнести высокую стоимость компонентов и трудоемкость получения материала методом ламинирования.The disadvantages of the known invention include the high cost of components and the complexity of obtaining material by the method of lamination.
Из уровня техники известен теплоизоляционный материал (патент CN 103584388 А, МПК A41D 31/02, В32В 15/09, В32В 15/20, В32В 27/12, В32В 27/02, опубликован 19.02.2014), состоящий из трех слоев: слой алюминиевой фольги толщиной 0,01 мм, слой из полиэфирной пленки (полиэтилентерефталат) и слой основной ткани (арамидное волокно). Известное изобретение относится к области защиты от огня и высоких температур.The prior art insulation material (patent CN 103584388 A, IPC A41D 31/02, B32B 15/09, B32B 15/20, B32B 27/12, B32B 27/02, published 02/19/2014), consisting of three layers: aluminum foil with a thickness of 0.01 mm, a layer of polyester film (polyethylene terephthalate) and a layer of basic fabric (aramid fiber). The known invention relates to the field of protection against fire and high temperatures.
Недостаткам является исключение воздухопроницаемости и паропроницаемости материала за счет наличия в составе сплошных слоев алюминиевой фольги и полиэфирной пленки.The disadvantages are the exclusion of air permeability and vapor permeability of the material due to the presence in the composition of solid layers of aluminum foil and polyester film.
Заявленное изобретение представляет собой теплоизоляционный текстильный материал, состоящий из трех слоев с определенными характеристиками, скрепленных иглопробивным способом, выполненный эластичным, воздухопроницаемым, паропроницаемым, в тоже время обладающий высокой теплоотражающей способностью, то есть экранирующим выделенное человеческим телом тепло и возвращающим его в пододежное пространство.The claimed invention is a heat-insulating textile material consisting of three layers with certain characteristics, held together by needle-punching method, made elastic, breathable, vapor-permeable, at the same time having a high heat-reflecting ability, that is, shielding the heat released by the human body and returning it to the underwear space.
Техническим результатом заявленного изобретения является:The technical result of the claimed invention is:
- обеспечение воздухопроницаемости и паропроницаемости материала, а, следовательно, комфортности микроклимата изделия,- ensuring air permeability and vapor permeability of the material, and, consequently, the comfort of the microclimate of the product,
- обеспечение гигиенических и экологических свойств изделия за счет скрепления слоев иглопробивным способом,- ensuring hygienic and environmental properties of the product due to the bonding of layers of needle-punched method,
- повышение эластичности и устойчивости к многократному изгибу и растяжению, в связи с чем изобретение может быть использовано при производстве одежды и обуви,- increase elasticity and resistance to repeated bending and stretching, and therefore the invention can be used in the manufacture of clothing and footwear,
- снижение стоимости и трудоемкости получения (изготовления, выработки) материала,- reducing the cost and complexity of obtaining (manufacturing, development) of the material,
- повышение отражательной способности материала в инфракрасной области спектра и обеспечение теплозащитного эффекта, благодаря чему выделенное человеческим телом тепло экранируется и возвращается в пододежное пространство,- increasing the reflectivity of the material in the infrared region of the spectrum and providing a heat-shielding effect, due to which the heat released by the human body is shielded and returns to the space under the veil,
- повышение суммарного теплового сопротивления.- increase in total thermal resistance.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что теплоизоляционный текстильный материал с высокой отражательной способностью состоит из трех слоев, последовательно соединенных и скрепленных иглопробивным способом: первого слоя, представляющего собой подвергнутый ворсованию с двух сторон текстильный материал с поверхностной плотностью не менее 200 г/м2, состоящего из натуральных волокон или их смесей с синтетическими волокнами с возможным вложением синтетических волокон в количестве до 100%, второго слоя, представляющего собой полиэтиленовую пленку толщиной от 40 мкм с односторонним или двухсторонним вакуумным напылением наночастиц алюминия, и третьего слоя, представляющего собой сетку с поверхностной плотностью от 25 до 150 г/м2, выполненную трикотажным способом из полиэфирных нитей с размером ячейки от 1,0 до 4,0 мм. При этом в качестве текстильного материала для первого слоя можно использовать ткань или трикотаж или нетканое полотно.The essence of the claimed invention lies in the fact that the heat-insulating textile material with high reflectivity consists of three layers connected in series and fastened by needle-punching method: the first layer, which is a textile material with a surface density of at least 200 g / m 2 , which has been nailed from both sides, consisting of natural fibers or their mixtures with synthetic fibers with the possible insertion of synthetic fibers in an amount up to 100%, the second layer, which is olietilenovuyu film of 40 microns thick with one or both sides by vacuum evaporation of aluminum nanoparticles and a third layer comprising a mesh having a basis weight of 25 to 150 g / m 2 formed by the method of knitted polyester yarn with a mesh size of from 1.0 to 4, 0 mm. At the same time as a textile material for the first layer, you can use a fabric or knit fabric or nonwoven fabric.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.
На фиг. 1 показана конструкция заявленного теплоизоляционного текстильного материала, где 1 - первый слой материала (утеплитель), 2 - второй слой материала (промежуточный) с напылением наночастиц алюминия, 3 - третий слой материала - сетка из полиэфирных нитей.FIG. 1 shows the design of the claimed thermal insulation textile material, where 1 is the first layer of material (insulation), 2 is the second layer of material (intermediate) with aluminum nanoparticles spraying, 3 is the third layer of material is a net of polyester filaments.
На фиг. 2 показан внешний вид первого слоя материала (утеплителя).FIG. 2 shows the appearance of the first layer of material (insulation).
На фиг. 3 показан внешний вид второго слоя материала.FIG. 3 shows the appearance of the second layer of material.
На фиг. 4 показан внешний вид материала со стороны третьего слоя.FIG. 4 shows the appearance of the material from the third layer.
На фиг. 5 показана принципиальная схема прибора для определения теплоотражающих свойств, где 4 - источник теплового излучения, 5 - термодатчик на внешней стороне образца, 6 - термодатчик на внутренней стороне образца.FIG. 5 shows a schematic diagram of an instrument for determining heat-reflecting properties, where 4 is a source of thermal radiation, 5 is a temperature sensor on the outside of the sample, 6 is a temperature sensor on the inside of the sample.
На фиг. 6 показана таблица, иллюстрирующая результаты сравнительных испытаний контрольного и испытуемого образцов.FIG. 6 shows a table illustrating the results of comparative tests of the control and test specimens.
На фиг. 7 показана таблица, иллюстрирующая отражающую способность испытуемого образца (комбинированного материала) в зависимости от времени воздействия и температуры теплового потока.FIG. 7 shows a table illustrating the reflectivity of the test sample (composite material) depending on the exposure time and the heat flux temperature.
На фиг. 8 показана таблица, иллюстрирующая отражающую способность контрольного образца (ткани-утеплителя) в зависимости от времени воздействия и температуры теплового потока.FIG. 8 shows a table illustrating the reflectivity of the control sample (tissue-insulation) depending on the exposure time and the temperature of the heat flux.
На фиг. 9 показана таблица, иллюстрирующая отражающую способность контрольного и испытуемого образцов в зависимости от температуры теплового потока.FIG. 9 shows a table illustrating the reflectivity of the control and test specimens depending on the heat flux temperature.
Теплоизоляционный текстильный материал согласно изобретению состоит из трех слоев, соединенных последовательно: первого 1, второго 2 и третьего 3 (фиг. 1).Thermal insulation textile material according to the invention consists of three layers connected in series: the first 1, the second 2 and the third 3 (Fig. 1).
Первый слой 1 выполняет функцию утеплителя и представляет собой подвергнутый ворсованию с двух сторон текстильный материал с поверхностной плотностью не менее 200 г/м2.The
Ворсование с двух сторон материала (с лица и изнанки) используют для придания объемности с целью увеличения воздушной прослойки и улучшения теплоизолирующих свойств.Napping from both sides of the material (from the face and inside) is used to give volume to increase the air gap and to improve the heat insulating properties.
В качестве текстильного материала для первого слоя 1 можно использовать ткань или трикотаж или нетканое полотно. Первый слой 1 состоит из натуральных волокон или синтетических волокон или смесей натуральных и синтетических волокон с возможным вложением синтетических волокон в количестве до 100%. Назначением первого слоя является обеспечение высоких теплового сопротивления и удельной теплоемкости материала. Внешний вид первого слоя материала показан на фиг. 2.As a textile material for the
Второй слой 2 (см. фиг. 1) представляет собой полиэтиленовую пленку толщиной от 40 мкм с односторонним или двухсторонним вакуумным напылением наночастиц алюминия (металлизированная пленка). Назначением промежуточного слоя является повышение отражательной способности материала в инфракрасной области спектра. Отражение теплового потока, обеспечивающееся вторым слоем 2, в свою очередь обеспечивает дополнительный приток тепла к телу человека, создавая ему комфортные условия при низких температурах. Кроме того, второй слой 2 является хорошей защитой от ветра. Внешний вид второго слоя материала показан на фиг. 3.The second layer 2 (see Fig. 1) is a polyethylene film with a thickness of 40 μm with one-sided or two-sided vacuum deposition of aluminum nanoparticles (metallized film). The purpose of the intermediate layer is to increase the reflectivity of the material in the infrared region of the spectrum. The reflection of the heat flux, provided by the
Третий слой 3 (см. фиг. 1) представляет собой сетку с поверхностной плотностью от 25 до 150 г/м2, выполненную трикотажным способом из полиэфирных нитей с размером ячейки от 1,0 до 4,0 мм. Назначение третьего слоя - предотвращение осыпания напыления с пленки при механических воздействиях, т.е. защита второго слоя 2 материала. Кроме того, третий слой 3 придает внешней стороне композитного теплоизолирующего материала приятный внешний вид, что имеет безусловно положительное значение для конкурентоспособности изделий, изготовленных из этих материалов. Внешний вид материала со стороны третьего слоя показан на фиг. 4.The third layer 3 (see Fig. 1) is a mesh with a surface density of from 25 to 150 g / m 2 , made by knitting from polyester yarns with a mesh size of 1.0 to 4.0 mm. The purpose of the third layer is to prevent the deposition of spraying from the film during mechanical effects, i.e. protection of the
Второй слой 2 является промежуточным и располагается между первым 1 и третьим 3 слоями (фиг. 1).The
Первый 1, второй 2 и третий 3 слои скреплены иглопробивным способом. Иглопробивной способ скрепления слоев материала решает проблему задержки пленкой (второго слоя 2) молекул пара и создания эффекта «термоса», так как отверстия от игл заполняются волокнами из основы композитного материала (первого слоя 1), которые, не допуская выхода через отверстия тепла, сохраняют возможность отведения молекул пара из пододежного пространства. Это подтверждается результатами сравнительных испытаний теплоизолирующих материалов с металлизированной пленкой (вторым слоем 2) и без нее.The first 1, second 2 and third 3 layers are fastened in an igloprobivny way. The needle punching method of bonding material layers solves the problem of delaying the film (second layer 2) of vapor molecules and creating a “thermos” effect, since the needle holes are filled with fibers from the base of the composite material (first layer 1), which, preventing heat from escaping through the holes, the possibility of the removal of vapor molecules from the underwear space. This is confirmed by the results of comparative tests of heat insulating materials with metallized film (second layer 2) and without it.
Для изготовления предложенного теплоизоляционного текстильного материала с высокой отражательной способностью может быть использовано отечественное сырье, а выполненные из него изделия могут изготавливаться на отечественных предприятиях с использованием имеющегося оборудования.For the manufacture of the proposed heat-insulating textile material with a high reflectivity, domestic raw materials can be used, and products made from it can be manufactured in domestic enterprises using existing equipment.
Для определения теплоотражающих свойств используют специально разработанный прибор (фиг. 5), позволяющий производить замеры проходящего через испытуемый материал теплового потока и отраженного от него теплового потока. Прибор для определения теплоотражающих свойств содержит источник теплового излучения 4, термодатчик 5 на внешней стороне образца, термодатчик 6 на внутренней стороне образца. Расстояние между источником теплового излучения 4 и термодатчиком 5 на внешней стороне образца является 5 см.To determine the heat-reflecting properties, a specially designed device is used (Fig. 5), which allows measurements of the heat flux passing through the test material and the heat flux reflected from it. The device for determining the heat-reflecting properties contains a source of
Принцип работы прибора: источник теплового излучения 4 генерирует тепловой поток, который поступает на внешнюю сторону испытуемого образца. Замеры температуры теплового потока производятся термодатчиками на лицевой 5 и на изнаночной 6 сторонах образца. Варьируются время воздействия теплового потока и температура потока. Результаты испытаний автоматически записываются на внешний носитель.The principle of operation of the device: a source of
Ниже приведен пример осуществления изобретения.The following is an example embodiment of the invention.
Пример 1.Example 1
При изготовлении экспериментального образца в качестве первого слоя, являющимся основным теплоизолирующим слоем, использовалась ткань поверхностной плотностью 450 г/м2 со следующими характеристиками:In the manufacture of the experimental sample, as the first layer, which is the main heat insulating layer, fabric with a surface density of 450 g / m 2 with the following characteristics was used:
- основа - нить полиэфирная текстурированная окрашенная в массе пневмосоедененная ТУ 2272-004-75726789-2014 номинальной линейной плотностью 65 текс,- base - textured polyester thread dyed in the mass of pneumo-attached TU 2272-004-75726789-2014 with a nominal linear density of 65 tex,
- уток - пряжа из регенерированного сырья (разволокненные отходы трикотажного производства следующего состава: шерсть - 23%, нитрон - 58%, полиэфир - 19%) номинальной линейной плотностью 166 текс.- weft - regenerated raw material yarn (loose fiber knitwear production of the following composition: wool - 23%, nitron - 58%, polyester - 19%) with a nominal linear density of 166 tex.
Первый слой материала была наворсован с двух сторон - с лица и изнанки.The first layer of material was tucked from two sides - from the face and inside out.
В качестве второго слоя материала для получения теплоотражающих свойств была использована полиэтиленовая пленка ПЭ-П-СП 40×1600 толщиной 40 мкм, на которую в условиях вакуума нанесено покрытие из наночастиц алюминия. Данная пленка обеспечивает отражение до 97% теплового потока.As a second layer of material for obtaining heat-reflecting properties, a polyethylene film PE-P-
В качестве третьего слоя использовали трикотажную сетку арт. К95-160 поверхностной плотностью 120 г/м2 из полиэфирных нитей. Третий слой материала прикреплен к двухслойному полотну со стороны металлизированной пленки (второго слоя материала).As the third layer used knitted mesh art. K95-160 weighing 120 g / m 2 of polyester yarn. The third layer of material is attached to a two-layer fabric from the side of the metallized film (the second layer of material).
Скрепление всех трех слоев осуществлялось методом иглопробивания.Binding of all three layers was carried out by the method of needling.
В таблицах, приведенных на фиг. 6-9, показаны результаты сравнительных испытаний материалов. В качестве контрольного образца использовали утеплитель (по характеристикам соответствующий первому слою материала согласно заявленному изобретению) - «образец 1». В качестве испытуемого образца использовали разработанный трехслойный материал согласно заявленному изобретению с характеристиками слоев, указанными выше в данном примере - «образец 2».In the tables shown in FIG. 6-9, shows the results of comparative tests of materials. As a control sample, a heater was used (according to the characteristics corresponding to the first layer of material according to the claimed invention) - “
Для определения теплоотражающих свойств использовали прибор, показанный на фиг. 5. Мощность источника теплового излучения, поступившего на внешнюю сторону образцов - 3 кВт, температура излучателя 510°С, площадь образцов материалов - по 0,045 м2. Термодатчиком 5 на внешней стороне образца и термодатчиком 6 на внутренней стороне образца замерили температуры теплового потока. Результаты испытаний сравнительных испытаний образца 1 и образца 2 приведены на фиг. 6.To determine the heat-reflecting properties, the device shown in FIG. 5. The power of the source of thermal radiation received on the outside of the samples is 3 kW, the emitter temperature is 510 ° C, the area of the samples of materials is 0.045 m 2 each.
На фиг. 7 приведены результаты, иллюстрирующие отражающую способность комбинированного материала - образца 2 - в зависимости от времени воздействия и температуры теплового потока. На фиг. 8 приведены результаты, иллюстрирующие отражающую способность ткани (утеплителя) - образца 1 - в зависимости от времени воздействия и температуры теплового потока. На фиг. 9 приведены результаты, иллюстрирующие отражающую способность образцов 1 и 2 в зависимости от температуры теплового потока.FIG. 7 shows the results illustrating the reflectivity of the composite material - sample 2 - depending on the exposure time and the heat flux temperature. FIG. 8 shows the results illustrating the reflectivity of the fabric (insulation) - sample 1 - depending on the exposure time and the temperature of the heat flux. FIG. 9 shows the results illustrating the reflectivity of
Результатами проведенных испытаний является следующее:The results of the tests are as follows:
- прочностные характеристики (разрывная нагрузка и удлинение при разрыве) сравниваемых образцов - контрольного и испытуемого - находятся на одном уровне,- strength characteristics (breaking load and elongation at break) of the compared samples - control and test - are at the same level,
- паропроницаемость образцов находится практически на одном уровне: 7,0 мг/см2⋅ч у испытуемого образца против 8,6 мг/см2⋅ч у контрольного образца,- vapor permeability of samples is almost at the same level: 7.0 mg / cm 2 ⋅ h in the test sample against 8.6 mg / cm 2 h in the control sample,
- жесткость материала возрастает на 19,7% по длине и на 30,7% по ширине, а воздухопроницаемость уменьшается на 27,9%, что находится в допустимых пределах,- material rigidity increases by 19.7% in length and by 30.7% in width, and breathability decreases by 27.9%, which is within acceptable limits,
- на 5,9% увеличивается суммарное тепловое сопротивление,- total heat resistance increases by 5.9%,
- теплоотражающая способность у контрольного образца при времени воздействия теплового потока 240 секунд практически уменьшается до нуля, в то время как у испытуемого образца составляет 47,9%,- the heat-reflecting ability of the control sample with a time of exposure to heat flow of 240 seconds almost decreases to zero, while the test sample is 47.9%,
- теплоотражающая способность испытуемого образца по сравнению с контрольным образцом при изменении температуры теплового потока на 34°С (с 55°С до 89°С) возрастает 5,3% до 38,9%.- heat reflecting ability of the test sample compared with the control sample when the temperature of the heat flux at 34 ° C (from 55 ° C to 89 ° C) increases 5.3% to 38.9%.
Таким образом, изобретение позволяет:Thus, the invention allows:
- обеспечить воздухопроницаемость и паропроницаемость материала, а, следовательно, комфортность микроклимата изделия,- to ensure the permeability and vapor permeability of the material, and, consequently, the comfort of the microclimate of the product,
- обеспечить гигиенические и экологические свойства изделия за счет скрепления слоев иглопробивным способом,- to ensure the hygienic and environmental properties of the product due to the bonding of layers of needles,
- повысить эластичность и устойчивость к многократному изгибу и растяжению, в связи с чем изобретение может быть использовано при производстве одежды и обуви,- to increase the elasticity and resistance to repeated bending and stretching, and therefore the invention can be used in the manufacture of clothing and footwear,
- снизить стоимость и трудоемкостт получения (изготовления, выработки) материала,- reduce the cost and labor-intensive production (manufacture, development) of the material,
- повысить отражательную способность материала в инфракрасной области спектра и обеспечить теплозащитный эффект, благодаря чему выделенное человеческим телом тепло экранируется и возвращается в пододежное пространство,- to increase the reflectivity of the material in the infrared region of the spectrum and to provide a heat-shielding effect, due to which the heat released by the human body is shielded and returns to the space provided by
- повысить суммарное тепловое сопротивление.- to increase the total thermal resistance.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134283A RU2692274C1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Heat-insulating textile material with high reflecting capacity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134283A RU2692274C1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Heat-insulating textile material with high reflecting capacity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2692274C1 true RU2692274C1 (en) | 2019-06-24 |
Family
ID=67038303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018134283A RU2692274C1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Heat-insulating textile material with high reflecting capacity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2692274C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749203C1 (en) * | 2020-12-04 | 2021-06-07 | Акционерное Общество Научно-Производственный Концерн "Барл" | Infrared camouflage |
CN112922179A (en) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 核工业西南物理研究院 | Composite heat-insulating layer for vacuum chamber of nuclear fusion experimental device and installation method |
RU2772168C1 (en) * | 2021-11-26 | 2022-05-18 | Общество с ограниченной ответственностью "РУДЕНКО МОСКОУ" | Construction of clothing with non-woven insulation with quilting |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU461998A1 (en) * | 1970-01-15 | 1975-02-28 | Форшунгсинститут Фюр Текстильтехнологи (Инопредприятие) | A method of manufacturing a layered nonwoven material |
US5236769A (en) * | 1991-02-25 | 1993-08-17 | Lainiere De Picardie | Fire-resistant composite lining for a garment |
RU2120783C1 (en) * | 1997-10-31 | 1998-10-27 | Белицин Михаил Николаевич | Heat radiation reflecting material |
RU16928U1 (en) * | 2000-11-15 | 2001-02-27 | Борисов Юрий Иванович | NONWOVE LAMINATED THERMAL INSULATION MATERIAL |
RU2194915C2 (en) * | 2000-12-07 | 2002-12-20 | Воробьев Валерий Николаевич | Flexible heat-insulating material (versions) |
RU2236942C2 (en) * | 2002-08-01 | 2004-09-27 | Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" | Layered heat-insulation material (options) |
RU2624704C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Данафлекс-Нано" | Transparent high-barrier material |
-
2018
- 2018-09-28 RU RU2018134283A patent/RU2692274C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU461998A1 (en) * | 1970-01-15 | 1975-02-28 | Форшунгсинститут Фюр Текстильтехнологи (Инопредприятие) | A method of manufacturing a layered nonwoven material |
US5236769A (en) * | 1991-02-25 | 1993-08-17 | Lainiere De Picardie | Fire-resistant composite lining for a garment |
RU2120783C1 (en) * | 1997-10-31 | 1998-10-27 | Белицин Михаил Николаевич | Heat radiation reflecting material |
RU16928U1 (en) * | 2000-11-15 | 2001-02-27 | Борисов Юрий Иванович | NONWOVE LAMINATED THERMAL INSULATION MATERIAL |
RU2194915C2 (en) * | 2000-12-07 | 2002-12-20 | Воробьев Валерий Николаевич | Flexible heat-insulating material (versions) |
RU2236942C2 (en) * | 2002-08-01 | 2004-09-27 | Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" | Layered heat-insulation material (options) |
RU2624704C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Данафлекс-Нано" | Transparent high-barrier material |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112922179A (en) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 核工业西南物理研究院 | Composite heat-insulating layer for vacuum chamber of nuclear fusion experimental device and installation method |
RU2749203C1 (en) * | 2020-12-04 | 2021-06-07 | Акционерное Общество Научно-Производственный Концерн "Барл" | Infrared camouflage |
RU2774744C1 (en) * | 2021-05-24 | 2022-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "Русит" (ООО "ГК "Русит") | Multilayer heat-insulating textile material for an inserted warming stocking for winter footwear |
RU2772168C1 (en) * | 2021-11-26 | 2022-05-18 | Общество с ограниченной ответственностью "РУДЕНКО МОСКОУ" | Construction of clothing with non-woven insulation with quilting |
RU2798354C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-06-22 | Евгений Иванович Шаповалов | Multilayer camouflage material, method for manufacturing a raincoat from multilayer camouflage material, camouflage raincoat, camouflage bandana, camouflage gloves |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ukponmwan | The thermal-insulation properties of fabrics | |
KR101773161B1 (en) | Insulated composite fabric | |
US5955175A (en) | Infra-red reflective coverings | |
US4622253A (en) | Thermal laminated lining and method of manufacture | |
RU2067402C1 (en) | Fireproof pack of materials for clothes | |
RU2127194C1 (en) | Material with coating reflecting infra-red radiation | |
JP2826572B2 (en) | Clothing for protection against hot liquids | |
RU2692274C1 (en) | Heat-insulating textile material with high reflecting capacity | |
ES2689082T3 (en) | Nonwoven fabric with volume | |
JP5662025B2 (en) | Packable water resistant insulation | |
Mukhopadhyay et al. | Waterproof breathable fabrics | |
US3374142A (en) | Protective covering article | |
Laing et al. | Standard test methods adapted to better simulate fabrics in use | |
RU191460U1 (en) | VOLUME WOVEN FIRE AND HEAT PROTECTIVE MATERIAL | |
Shaid | Incorporation of aerogel and phase change material in textiles for thermal protection | |
CN102785424B (en) | Intelligent flameproof fabric capable of realizing step-by-step phase-change heat consumption and metal enhanced heat dissipation and preparation technology | |
CN109572100A (en) | A kind of inflaming retarding fabric | |
CA | Air and air spaces—the invisible addition to thermal resistance | |
Brzeziński et al. | High-tech sports clothing with a high comfort of use made from multi-layer composite materials | |
RU132807U1 (en) | NONWOVEN QUILTED TEXTILE MATERIAL | |
GB2411621A (en) | A variable geometry variable insulation fabric | |
EP0508773B1 (en) | Fire barrier material | |
RU2798354C1 (en) | Multilayer camouflage material, method for manufacturing a raincoat from multilayer camouflage material, camouflage raincoat, camouflage bandana, camouflage gloves | |
RU225334U1 (en) | VOLUMETRIC FIRE-PROTECTIVE MATERIAL | |
RU2165228C1 (en) | Pack of materials for clothing with increased heat-saving properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200929 |