Анализ физиолого-гигиенических свойств материалов с полиэфирными волокнами, обеспечивающих функциональность спецодежды работников дошкольных учрежд Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ХИМИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ

УДК 378:687

Л. Г. Хисамиева, И. Ф. Галиуллина АНАЛИЗ ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛИЭФИРНЫМИ ВОЛОКНАМИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ СПЕЦОДЕЖДЫ РАБОТНИКОВ ДОШКОЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

Ключевые слова: полиэфирные волокна, натуральные волокна, физиолого-гигиенические

свойства, термофизиологический комфорт, гигроскопичность, спецодежда.

В данной статье рассмотрены физиолого-гигиенические свойства материалов с содержанием полиэфирных волокон; проведен ряд испытаний образцов. По результатам испытаний определено, что спецодежда, изготовленная из ткани с 30 % вложением полиэфирных волокон, способствует созданию термофизиологического комфорта работника дошкольного учреждения.

Key words: polyester fibers, natural fibers, hygienic features, comfortable microclimate,

absorbability, special clothes.

In the present article hygienic features of fabrics with polyester fibers are given and a range of trials are done. The results confirm that the special kindergar-den worker clothes made of 30% polyester fiber fabric promote comfortable microclimate.

В последнее время, в одежде просматривается определенная тенденция предпочтения удобства и комфортности в эксплуатации [1].

Оценка качества специальной одежды определяется степенью ее соответствия условиям производственной деятельности работающих. Соответственно, условиями труда обусловлен и выбор материалов для спецодежды, свойства которых должны отвечать защитным, эксплуатационным, гигиеническим и эстетическим требованиям.

Оптимальная конструкция, целостность композиционного и цветового решения модели являются обязательными показателями, характеризующими качество всех видов спецодежды. Однако, микроклимат под одеждой, который определяет тепловое состояние человека, на наш взгляд, является одним из наиболее важных. В свою очередь, нормальное тепловое состояние человека способствует сохранению хорошего самочувствия и высокой его работоспособности [2].

В настоящее время для изготовления халатов, а также легкой спецодежды для пищевой или медицинской области, которая может применяться в качестве рабочей одежды для младших воспитателей в дошкольных учреждениях, используются как классические материалы (бязь отбеленная и гладкокрашеная, ткань сорочечная хлопчатобумажная отбеленная и гладкокрашеная, ткань плательная отбеленная и гладкокрашеная и др.), так и современ-

ные смесовые материалы (33 Вис%,67% ПЭФ; 50%Хл, 50%ПЭФ; 35%Хл,65%ПЭФ с отделками и др.).

Большинство классических тканей изготавливаются из натуральных хлопчатобумажных или льняных волокон. Хлопчатобумажные ткани по своим свойствам удовлетворяют основным гигиеническим требованиям, предъявляемых к спецодежде. Они гигроскопичны, воздухо- и паропроницаемы, что создает условия для теплообмена между человеком и средой. Структура и плотность некоторых хлопчатобумажных тканей определяют их пылезадерживающую способность и прочность к истиранию. Слабые щелочи в нормальных условиях не изменяют исходных свойств тканей. Но кипячение в щелочных растворах разрушает их [3].

Из синтетических волокон наиболее широкое распространение при изготовлении специальной одежды получили полиэфирные и лавсановые волокна. Полиэфирные по теплопроводности и несминаемости сходны с шерстью, но примерно в три раза превосходят ее по прочности. Лавсановые волокна прочны, устойчивы к истиранию, действию кислот, окислителей и микроорганизмов, растворяются только в концентрированных растворах щелочей при повышенных температурах, что позволяет применять это волокно для изготовления материалов, которые могут использоваться для спецодежды медиков, работающих с различными химическими реагентами [3].

Полиамидные волокна (капрон и др.) также находят применение для изготовления спецодежды, поскольку они обладают такими ценными свойствами как, высокой устойчивостью к истиранию, высокой прочностью на разрыв, эластичностью, хорошо окрашиваются, легко стираются. Но они обладают и рядом недостатков: низкая гигроскопичность, действие солнечного света вызывает довольно быстрое старение волокна, при этом оно способно изменить цвет или становится менее прочным. Поэтому ткани, содержащие полиамидные волокна, используют гораздо реже [3].

Как видно из приведенных выше данных, на сегодняшний день при изготовлении спецодежды широко применяются различные синтетические материалы. С одной стороны, тенденция замены натуральных волокон на синтетические открывает широкие возможности для обеспечения высокого защитного эффекта. С другой стороны, такие гидрофобные материалы по гигиеническим свойствам могут значительно уступать натуральным, оказывая неблагоприятное влияние на микроклимат под одеждой, вызывая неприятные ощущения и раздражение кожи.

Результаты исследований ЦНИИШП физиолого-гигиенических свойств материалов показывают: в спецодежде из смесовых тканей с вложением более 50% синтетических волокон не снижается температура воздуха и относительная влажность под одеждой в периоды отдыха, что увеличивает скорость утомляемости человека; в случае легкой физической нагрузки при температуре воздуха 30°С в халатах из смесовых тканей с вложением 70% массы полиэфирных волокон, скорость влагопотерь увеличивается на 48,5 % по сравнению с аналогичными условиями при эксплуатации халатов из натуральных волокон [4].

Однако следует отметить, что по данным исследований показателей качества новых видов тканей, проведенных институтом Хохенштайн (Германия), спецодежда из хлопка в материальном плане дороже одежды из смешанных тканей. Срок службы последней дольше минимум на 50%, за ней легче ухаживать: смешанные ткани из ПЭ/ХБ можно сушить после стирки в сушилке, а спецодежду из 100% хлопка, напротив, необходимо отдельно сушить и гладить, это требует больших человеческих и энергетических затрат [5].

Согласно полученным результатам проведенного опроса по изучению потребительских предпочтений среди персонала дошкольных учреждений, наибольшее количество респонден-

тов (97%) в качестве материала для спецодежды предпочли смесовую ткань. Основными требованиями, предъявляемыми потребителями к материалам спецодежды помощников воспитателей по функциональным свойствам являются:

- несминаемость (12%);

- легко отстирываться (11%);

- повышенные гигиенические свойства (61%).

Результаты данных опроса в ДОУ №181 «Маленькая Страна» г. Казани, где в качестве спецодежды применяется специальный комплект, выполненный из смесовой ткани ТС (35%Хл,65%ПЭФ) также показали неудовлетворенность гигиеническими свойствами одежды -37% респондентов. Данный комплект в реальных условиях эксплуатации способствует ухудшению термофизиологического комфорта работников, и как следствие, вызывает повышенное потоотделение. Таким образом, данная смесовая ткань обладает низкими функциональными показателями и является неприемлемой для создания комплекта спецодежды младших воспитателей.

Следовательно, спецодежда для младших воспитателей должна изготавливаться из материала, сочетающий гидрофильные (натуральные) и гидрофобные (синтетические) волокна, который будет включать в себя положительные свойства обоих компонентов, оказывать минимальное воздействие на тепловое состояние человека, и в то же время, отвечать эксплуатационным требованиям (надежности).

Поэтому, для решения этой задачи в качестве исследуемых материалов выбраны образцы ткани:

- бязь арт.262 (100% хлопок);

- ТС (65% ПЭ, 35% Хл);

- хлопкополиэфирная ткань на основе лавсанового волокна (полиэтилентерефталат) (70% Хл, 30% ПЭ).

Согласно ГОСТ 27574-87, ГОСТ 12.4.131 и ГОСТ Р 12.4.218-99 основными техническими требованиями к сохранению свойств материала для одежды специальной, являются: изменение линейных размеров после стирки; разрывная нагрузка; стойкость к истиранию.

Так как, наиболее приоритетным критерием для исследуемого материала являются гигиенические свойства, то в работе, наряду с эксплуатационными показателями как, поверхностная плотность, стойкость к истиранию, разрывная нагрузка материала и изменение линейных размеров после стирки, определен показатель гигроскопичности.

Эксперименты по определению показателей: стойкость к истиранию, разрывная нагрузка материала и изменение линейных размеров после стирок проведены совместно с КазХимНИИ.

Поверхностная плотность материала, г/м2 определяли согласно ГОСТ 3811 - 72, Материалы текстильные, ткани, нетканые полотна и штучные изделия.

- поверхностная плотность бязи 110 г/м2;

- поверхностная плотность смесовой ткани ТС 91 г/м2;

- поверхностная плотность хлопкополиэфирной ткани (70% Хл, 30% ПЭ) 135 г/м2.

Стойкость к истиранию, циклы, рассчитывалась в соответствии с ГОСТ 18976-7,

Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию.

Стойкость ткани к истиранию по плоскости характеризуется числом циклов вращения головки прибора, выдерживаемых тканью до ее разрушения (образования дыры). В таблице 1 приведено среднее арифметическое результатов, проведенных шести параллельных испытаний.

Таблица 1 - Результаты испытаний ткани на стойкость к истиранию

Наименование показателя НД на метод испытания Образец Норма по НД Результат испытания

Стойкость к истиранию, циклы ГОСТ 18976-73 Ткань хлоп-кополи-эфирная Бязь арт.262 ГОСТ 27574-87 п.1.3.4 ГОСТ 12.4.131-83 п.2.2 не менее 1500 ГОСТ 29298-2005 п.4.2.11 более 2000 1000

Разрывную нагрузку материала, Н, определяли согласно ГОСТ 3813-72, Материалы текстильные, ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении.

Разрывная нагрузка материала определена для образцов - бязь и ткань хлопкополиэфирная (табл. 2). В таблице приведено среднее арифметическое результатов, проведенных шести параллельных испытаний.

Таблица 2 - Результаты испытаний ткани прочности на разрыв

Наименова- НД на Образец Норма по НД Результат

ние метод испытания

показателя испыта- ния

Ткань хлопкополи- эфирная ГОСТ 27574-87 п.1.3.4 ГОСТ 12.4.131-83 п.2.2 ГОСТ 21790-2005 по основе 772 по утку 445

Разрывная нагрузка материала, Н ГОСТ 3813-72 п.4.2.10 не менее по основе 490 по утку 255

Бязь арт.262 ГОСТ 29298-2005 п.4.2.11 по основе 216 по утку 177 по основе 412 по утку 256

Изменение линейных размеров после стирки, определяли в соответствии с ГОСТ Р ИСО 6330-90 Материалы текстильные. Методы бытовой стирки и сушки, применяемые для испытания тканей, трикотажных полотен и текстильных изделий; ГОСТ Р ИСО 5077-99 Материалы текстильные. Метод определения изменения размеров после стирки и сушки.

Таблица 3- Результаты испытаний по определению изменения линейных размеров ткани после стирки

Наименова- ние показателя НД на метод испытания Образец Норма по НД Результат испытания

Изменение линейных размеров после стирки (5 стирок), % ГОСТ Р ИСО 6330-99 ГОСТ Р ИСО 5077-99 Ткани после 5 стирок: Ткань хлопкополи- эфирная Бязь арт.262 ГОСТ Р 12.4.218-99 р.5 Изменение в размерах материала не должно превышать ± 3% по длине и ширине после пяти раз стирки по длине (-2,1) по ширине (-1,5) по длине (-4,3) по ширине (-2,4)

Гигроскопичность, %, определяли согласно ГОСТ 3816-81 Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств.

Таблица 4 - Результаты испытаний по определению гигроскопичности образцов тканей

Наименова- ние показателя НД на метод испытания Образец Норма по НД Результат испытания

Гигро- скопичность, н, % ГОСТ 3816-81 Ткань хлопко-поли-эфирная (70% хлопок, 30% ПЭ) ТС (65% ПЭ, 35% хлопок) ГОСТ 29298-2005 п.4.2.12 Гигроскопичность, %, при относительной влажности 98% , не менее 12 13,2 11,4

Результаты полученных данных проведенных испытаний показали, что:

1. образец ткани - бязь арт.262 по показателям стойкости к истиранию, циклы и разрывной нагрузки, Н соответствует нормам установленными стандартами ГОСТ 29298-2005 и ГОСТ 29298-2005 п.4.2.11 соответственно, однако показатель изменения линейных размеров после стирки не удовлетворяет норму ГОСТ Р 12.4.218-99 п.5;

2. смесовая ткань ТС (65% ПЭ, 35% Хл) по результатам испытаний по определению гигроскопичности не соответствует установленным нормам ГОСТ ГОСТ 29298-2005 п.4.2.12;

3. образец хлопкополиэфирной ткани (70% Хл, 30% ПЭ) по всем проведенным испытаниям физико-механических и гигиенических свойств является наиболее оптимальным, так как показатели данного образца соответствуют необходимым установленным требованиям.

Таким образом, полученные данные подтвердили возможность использования

хлопкополиэфирной ткани на основе лавсанового волокна (полиэтилентерефталат) (70%

Хл, 30% ПЭ) для изготовления специальной одежды младших воспитателей.

Литература

1. Абдуллин, И.Ш. Влияние потока плазмы на микроструктуру и свойства текстильных материалов для проектируемых моделей одежды / И.Ш.Абдуллин, Э.А.Хамматова, В.В.Хамматова // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - №6. - С.59.

2. ОптовикБизнесМаркет. Режим доступа: www.Advis.ru, свободный

3. Кокеткин, П.П. Промышленное проектирование специальной одежды / П.П. Кокеткин, З.С. Чубарова, Р.Ф.Афанасьева. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 184с.

4. Делль, Р.А. Гигиена одежды: учеб. пособие для ВУЗов / Р.А. Делль и др. - М.: Легпромбытиз-дат, 1991.- 160с.

5. Голубев, И. Сравнение удобства ношения спецодежды из хлопка и смешанных тканей в больнице. Фактор расходов - хлопчатобумажная спецодежда / И. Голубев // Рабочая одежда. - №2 (37).

© Л. Г. Хисамиева - канд. пед. наук, доц. каф. моды и технологий КГТУ, lg-kgtu@mail.ru; И. Ф. Галиуллина - магистр КГТУ, galka_kstu@mail.ru.