Мембранные материалы

слайд 1

Обеспечение защиты работника средствами индивидуальной защиты (СИЗ), отвечающими современным требованиям, является одной из приоритетных задач на предприятиях. СИЗ предназначены для защиты от воздействия токсичных химических веществ, радиоактивного и биологического заражения.

Основные задачи защитной одежды с использованием мембран – защищать от опасных и вредных веществ снаружи и отводить влагу от тела пользователя, которая образуется внутри. Вот почему одной из основных характеристик мембраны является паропроницаемость.

слайд 2

В 1969 г Боб Гор (в настоящее время президент компании W. L. Gore & Associates) открыл особый способ обработки политетрафторэтилена (тефлона), и это послужило отправной точкой применения полимеров в текстильной промышленности. Первая ткань под названием GORE-TEX появилась в 1978 году.

слайд 3

Мембраны – это тонкие пленки со специальной структурой, созданные для обеспечения селективного пропускания веществ. Избирательность мембраны основана на ее способности пропускать или не пропускать вещества в соответствии с их размером и иными свойствами. Мембраны, как правило, располагают между наружным слоем из ткани и подкладкой (Рисунок 1) .

слайд 4

Рисунок 1 – Мембранная ткань

слайд 5

Различают защитную одежду фильтрующего и изолирующего типа, в зависимости от вида используемой в ней мембранной ткани: 1 - микропорная, 2 - гидрофильная, 3 – комбинированная.

слайд 6

1) В одежде фильтрующего типа используются мембраны первого вида, называемые микропорными (гидрофобными) (рисунок 2), они имеют химическую структуру в виде плёнки с порами, размером намного меньшим капли воды, но большим молекулы воды, что обеспечивает водонепроницаемость ткани. слайд 7 Через поры такой мембраны беспрепятственно выходят молекулы водяного пара, что позволяет такой ткани дышать, но не пропускают пары и газы токсичных веществ. К мембранам этого вида относятся, например Gore-Tex и Porelle. Однако от жидкой фазы токсичных веществ должной защиты эти материалы не обеспечивают. Такую одежду можно носить в течение длительного времени.

Рисунок 2 – Микропорный мембранный материал

слайд 8

Недостатком является зависимость свойств мембраны от ее «чистоты». Поры, забитые грязью, пылью, льдом, жирами и солями пота и прочим, перестают быть паропроницаемыми. Как следствие – снижение паропроницаемости с течением времени.

слайд 9

2) В одежде изолирующего типа используют мембраны второго вида, называемые гидрофильными (рисунок 3). слайд 10 Они представляют собой плотную плёнку без всяких пор, не пропускающую воду. Эта плёнка выводит молекулы водяного пара за счёт открытых связей специальных химических соединений. Такие мембраны хороши, если приходится долго находиться под затяжным дождём или снегопадом. Эти мембраны дышат хуже, чем микропорные, зато лучше тянутся и не забиваются грязью, поскольку не имеют пор. К мембранам этого типа относятся, в частности, такие, как Sympatex, Ultimex, Solitex, Cyclone, TransActive. слайд 11 В такой «не дышащей» одежде человек не может находиться длительное время.

Рисунок 3 – Гидрофильный мембранный материал

слайд 12

3) Существует третий тип мембран - комбинированные, например, TriplePoint. Разработка нового перспективного защитного материала на основе селективно проницаемой мембраны решает задачу сочетания высоких защитных и физиолого-гигиенических характеристик материалов.

слайд 13

Мембранный материал комбинированного типа интегрируется непосредственно в ткань, следовательно, не может "отвалиться".

1. многослойное керамическое покрытие;

2. волокна материала-носителя, встроенные в мембрану;

3. тонкое (5-10 микрон) PU (полиуретановое)покрытие;

4. очень маленькие (меньше одного микрона) керамические включения;

5. ткань-носитель;

6. покрытие, защищающее мембрану.

Фирма-производитель, утверждает, что помимо уникальной технологии, использованной при изготовлении самой мембраны - уникален способ ее нанесения, при котором нет клеевых соединений, соответственно в пазах не образуются воздушные пузыри, куда бы могла затекать вода.

слайд 14

По количеству слоев различают двухслойные, трехслойные и «двух-с-половиной-слойные» мембранные материалы.

Двухслойная ткань – это внешний слой ткани, к которому с изнаночной стороны нанесена специальным образом мембрана. Данная ткань в изделиях всегда используется с подкладкой, т.к. подкладка обеспечивает должную защиту мембране от засорения и механического повреждения.

Трехслойная ткань выглядит как ткань с мелкой сеткой с изнанки. Это ткань верха + мембрана + трикотажная сетка, склеенные в одну структуру по специальной технологии ламинирования. Трикотажная сетка защищает мембрану от механических повреждений и засорения.

"Двух-с-половиной"- слойная мембранная ткань – это материал, разработанный по новой технологии. Это двухслойная мембранная ткань, покрытая изнутри защитным слоем (вспененное защитное нанесение в виде пупырышек), которое осуществляет функции третьего слоя, т. е. защиту мембраны. Одежда из такой ткани получается максимально легкой и ей не нужна подкладка, а вес защиты намного меньше, чем у трехслойных материалов.

Перечислить все мембранные материалы, применяемые в изготовлении верхней одежды, практически невозможно. Сегодня почти каждый крупный производитель применяет свои собственные разработки. Кроме того, используя один и тот же материал, разные фирмы могут называть его по-разному. Поэтому остаётся одно: научиться разбираться в терминах или в том, что означают слова на ярлыках.

слайд 15

Waterproof (водонепроницаемость) – вода не проникнет в ткань даже при сильном дожде.

Water resistant (водозащита) – вода проникнет, но только при постоянном длительном дожде/снеге.

Water repellent (водоотталкивающий) – вода собирается в капельки на поверхности ткани.

Wind proof (ветронепроницаемый) – впускает внутрь воздух в количестве не превышающем один кубический фут в секунду.

Wind resistant (ветростойкий) – значительно уменьшает проникновение ветра.

Breathable (дышащий) – позволяет легко проходить водяному пару.

Al seams are sealed –«все швы проклеены»

Critical seam sealing – «проклеены только основные швы»

Герметизация швов

При изготовлении изделий из мембранных материалов, должны применяться такие способы соединения, которые обеспечивали бы высокую прочность, герметичность и паропроницаемость соединяемых деталей в условиях эксплуатации изделия.

Герметизировать необходимо все наружные швы изделия, на которые возможно попадание дождя: плечевые, боковые, швы втачивания рукавов.

Отверстия, сделанные иглой в шве при изготовлении защитной одежды из мембранной ткани, могут быть небольшими, но привести к протечке. Вот почему самая непромокаемая, воздухопроницаемая, ветрозащитная ткань не защитит вас от влаги, если её швы не будут полностью герметичны. Для абсолютной защиты швов используют специальные ленты, которые полностью герметизируют каждое маленькое отверстие, сделанное иглой швейной машины.

Новая технология герметизации швов водонепроницаемых изделий предполагает использование в швейной промышленности специально разработанных пленочных материалов различных структур, обладающих постоянной остаточной липкостью клеевого слоя. Эффективность применения этих герметизирующих материалов обусловлена отсутствием необходимого дополнительного теплового активирования герметика.

В водозащитных изделиях применяют швы различных конструкций, которые могут быть герметизированы с использованием одно- и двухсторонних клеевых герметизирующих материалов. (табл.1 нужно ли?)

Все герметизированные швы были образованы в течение трех секунд при температуре окружающей среды 20+2 С.

Сравнивая три способа герметизации – внутришовную, поверхностную внешнюю и поверхностную внутреннюю, можно сделать вывод о том, что максимальной водоупорностью обладают швы, герметизированные со стороны полимерного покрытия, расположенного с лицевой стороны водонепроницаемого материала. Этот способ герметизации является наиболее простым в исполнении и наиболее эффективным. Вследствие того, что при пошиве изделий из материалов с полимерными покрытиями не используются операции ВТО и припуски швов, как правило, фиксируются ниточными строчками, наиболее распространенными в этих изделиях являются накладные и настрочные швы.

В швах, герметизированных поверхностно с изнаночной стороны водонепроницаемого материала, не блокируются пути проникновения влаги на изнаночную сторону изделия. В результате капиллярных явлений и взаимодействия клеевого слоя герметизирующего материала с водой происходит его отслаивание на значительной площади.

При внутришовной герметизации полностью блокируется воздушная прослойка между соединяемыми слоями, а отверстия от проколов иглой и нить – частично. Для повышения водоупорности соединений необходима дополнительная обработка строчки настрачивания, подверженной прямому воздействию воды. Для этого можно использовать специальные гидрофобные нитки, однако при этом не обеспечивается блокировка отверстий от проколов иглой, особенно при воздействии деформаций растяжения. Таким образом, необходимость дополнительного повышения водоупорности соединений за счет поверхностной обработки строчек, подверженных прямому воздействию воды, ограничивает применение этого способа герметизации в промышленности.

При экспериментальных исследованиях было установлено, что основным влияющим на прочность герметизации фактором является толщина клеевого слоя, а давление и продолжительность склеивания – менее значимы. Уже при малых значениях давления и продолжительности склеивания достигается необходимая прочность соединения. Оптимальные режимы герметизации: удельное давление в зоне контакта 30…50 кПа, продолжитеьность склеивания 3 с, толщина клеевого слоя комбинированного герметизирующего материала для поверхностной герметизации 0,1…0,12 мм. При герметизации криволинейных швов, радиусом кривизны 4-13 см оптимальная ширина герметизирующего материала составляет 17 мм, при радиусе кривизны более 13 см – 20 мм. Оптимальная толщина двухслойного герметизирующего материала составляет (вне зависимости от кривизны срезов) 0,2 мм, при этом толщина изолирующего слоя должна быть 0,07…0,13 мм.

слайд 16