пакет материалов со свойством самовосстановления наполнителя

Формула изобретения

Пакет материалов со свойством самовосстановления наполнителя, выполненный многослойным из материала, обладающего упругими эластичными свойствами, в котором наполнитель обладает высокой упругостью, вязкостью и термосопротивлением, отличающийся тем, что средний слой пакета имеет волнообразную форму, при этом слои пакета перфорированы по всей поверхности и с их обеих сторон приклеена марля, а наполнитель размещен в полостях между верхним и нижним слоями пакета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к производству одежды и постельных принадлежностей (матрацев, одеял, подушек и т.д.), обладающих свойством полного самовосстановления после деформации. Одежда и постельные принадлежности предназначены для эксплуатации в течение длительного времени в широком интервале температур, влажности и действующих нагрузок внешней среды, приводящих к многократному деформированию, нагреву, охлаждению и увлажнению материалов наполнителей. Указанные факторы внешних воздействий приводят к утрате необходимых функциональных свойств материалов заполнителей (снижению необходимой толщины слоя заполнителя, снижению его упругих и теплопроводных свойств).

Широко известны конструкции одежды, подушек, одеял, матрацев, включающие плотный верхний слой, утеплитель и подкладку, когда утеплитель или наполнитель изготавливают из объемного волокнистого материала, например меха, ватина или синтепона.

Сохранение необходимых теплозащитных свойств одежды и постельных принадлежностей обеспечивается сохранением толщины, а также упругих и теплопроводных свойств материалов самого изделия (пакета материалов). При длительном использовании по назначению применяемые материалы наполнителей (пух, перо, ватин и т.д.) имеют тенденцию к слеживания на 30...75%, т.е. к утрате способности самовосстановления после деформации, одновременно сопровождающейся уменьшением толщины, уплотнением, иногда увлажнением материалов наполнителя, что свидетельствует об утрате всей конструкцией основных потребительских качеств (значительно снижаются теплозащитные свойства, геометрические характеристики одежды и постельных принадлежностей).

Таким образом, с целью улучшения эксплуатационных свойств одежды и постельных принадлежностей и уменьшения их материалоемкости предлагается использовать в них пакеты материалов с наполнителем со свойствами самовосстановления начальной формы за счет применения упругих материалов слоев и использования вязкости наполнителя (например, устойчивые прослойки из пенополиуретана и пуховоздушный наполнитель).

Известен патент США №3541620, в котором предлагается использовать комбинацию открытоячеистого и закрытоячеистого газонаполненного полимера, соединенных между собой в качестве утеплителя для спальных мешков и одеял.

Известен патент РФ №2170048, в котором предлагается пакет материалов для теплозащитной одежды, содержащий два или несколько слоев утеплителя.

Однако эти решения имеют существенный недостаток. При длительной эксплуатации изделий с известными конструктивными исполнениями и наполнителями происходит слеживание материала утеплителя, что приводит к уменьшению толщины изделия и потере теплозащитных свойств на 20-45%.

Задачей изобретения является создание пакета материалов со свойством самовосстановления наполнителя, что позволит сохранить требуемые геометрические параметры (толщину изделия), его теплоизоляционные или теплосберегающие свойства длительное время.

Указанная задача решается за счет того, что предлагаемый пакет материалов со свойствами самовосстановления наполнителя состоит из трех слоев, а именно:

- верхнего упругого слоя (верха);

- среднего упругого слоя;

- нижнего упругого слоя (подкладки)

и вязкого наполнителя.

При этом верхний, средний и нижний слои выполнены из упругого эластичного материала (паралона или пенополиуретана), перфорированного по всей поверхности, с наклеенной с обеих сторон марлей с целью улучшения сцепления поверхности слоев с наполнителем (пухом, ватином и т.д.), придания слою дополнительной износостойкости и исключения миграции наполнителя через перфорацию слоев.

Изобретение поясняется фиг.1-4.

На фиг.1 в разрезе представлена структура пакета материалов со свойством самовосстановления наполнителя, содержащего верхний слой 1 из упругого эластичного материала (паралона или пенополиуретана), перфорированного отверстиями 2 с наклеенной марлей 3; средний слой 4 из упругого материала, перфорированного отверстиями 2, имеющего волновую форму, с наклеенной с обеих сторон марлей 3; нижний слой 5, выполненный аналогично верхнему слою 1.

Средний слой выполнен деформированным в форме волны с целью разделения пространства между верхним и нижним слоями на полости для размещения в них наполнителя и создания внутреннего упругого пространства пакета таким образом, чтобы при действии нагрузки деформирование пакета осуществлялось с заданной плавностью, а после снятия нагрузки происходило восстановление начальной формы слоев за счет собственной упругости материала слоев и наполнителя, а также происходило полное восстановление начальной толщины наполнителя за счет собственной упругости и эскалации наполнителя восстанавливающимися упругими слоями за счет сцепления контактирующих поверхностей слоя и наполнителя, а также за счет собственной вязкости наполнителя.

Такая структура пакета обеспечивает полное восстановление толщины изделия (пакета в целом и наполнителя внутри него) с одновременным взбиванием наполнителя за счет борбатации наполнителя воздухом, поступающим через отверстия перфорации слоев при их деформировании, а также за счет внутреннего вязкого трения материала наполнителя при его эскалации слоями пакета.

Наполнитель выполнен из материала, отличающегося высокой упругостью, вязкостью и термосопротивлением (пух, перо, халафайбер, синтепон и др.) толщиной 25-120 мм. Такая толщина обеспечивает достаточные теплосберегающие свойства пакета, не приводя к избыточному увеличению его объема и массы.

При нагружении пакета происходит его деформирование, которое осуществляется с заданной скоростью (плавностью) в соответствии с расчетом, при котором выбирается материал для изготовления изделия.

При снятии нагрузки поверхности пакета полностью возвращаются в исходное положение под действием сил упругости слоев и сил упругости наполнителя.

При этом наполнитель также возвращается в начальное (до деформирования) положение за счет собственной упругости, а также за счет перемещения поверхностного слоя наполнителя, вязко контактирующего с внутренними поверхностями слоев пакета и увлечения им последующих слоев наполнителя.

Положительный эффект достигается за счет:

- значительного продления сроков эксплуатации изделий (одежды и постельных принадлежностей) с сохранением начальных теплозащитных и геометрических характеристик;

- полного восстановления начальной толщины пакета слоев и внутреннего наполнителя путем использования упругих и вязких свойств применяемых материалов пакета;

- расчетной скорости (плавности) деформации;

- значительного снижения необходимой массы наполнителя за счет регулирования упругостью материала.

Все слои могут быть изготовлены из широко распространенных материалов. Например, верхний и нижний слой из пенополиуретана, а в качестве наполнителя использовать пух, мех, ватин или наиболее перспективный материал (халафайбер).

Источники информации

1. Береудский В.Г., Крысин В.Н., Лесных С.Е. Технология изготовления сотовых авиационных конструкций. М.: Машиностроение, 1975.

2. А.с. №1094932 (СССР) Способ изготовления теплоизоляционных прокладок / Клизева К.В., Князев В.Н. - ОНПОТЗ, 1984, №20.

3. Колесников П.А. Основы проектирования теплозащитной одежды. Автореферат. М.: МТИЛП, 1971.

4. Карлина К.В. Рациональное использование теплоизоляционных свойств воздушных прослоек в одежде. М.: ЦНИИТЭИ, 1976, вып.2.

5. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе/ Справочник. М.: Статистика. 1974. 447 с.