CC BY
206
УДК 543.4:544.2
Л. Ю. Махоткина, Л. М. Хузина
АНАЛИЗ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОДЕЖДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ, РЕАЛИЗУЕМЫХ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ
Ключевые слова: одежда специального назначения, материалы, свойства.
Для производства одежды специального назначения на российском рынке реализуется множество современных материалов. В статье рассматриваются потребительские свойства, а также положительные и отрицательные характеристики современных материалов для спецодежды сварщиков.
Keywords: resistant garments, materials, properties.
For the production of resistant garments in the Russian market sold a lot of modern-materials. The article deals with consumer properties, and the positive and negative characteristics of modern materials for welders resistant garments.
Введение
Большое влияние на условия безопасности труда оказывает одежда специального назначения. В различных отраслях промышленности - нефтеперерабатывающей, энергетической, газовой машиностроении, судостроения и т.д. - существует целый ряд технологических операций, осуществляемых при помощи сварки.
На сегодняшний день, в связи с расширением видов применяемых сварочных работ, меняются и условия работы сварщиков. Они во многом зависят от выполняемых видов рабочего процесса (электродуговая, газовая сварка и т.д.), от техники работы, от силы тока, при которой проводятся работы, от климатических условий, от положения человека во время сварки (вертикальное, горизонтальное, потолочная сварка), размера и вида обрабатываемых деталей; стационарности, габаритов свариваемых деталей и характера микроклимата рабочего места. В рабочей зоне сварки в зависимости от специфики применяемого оборудования и методов воздействия на соединяемые металлы образуются искры и брызги расплавленного металла, которые распространяются во все стороны в радиусе 25-50 мм и более. [1]
К предметам защитной одежды сварщика относятся: куртка, рубашка, фартук, брюки, полукомбинезон или комбинезон, гетры, подшлемник, шлем, нарукавники и перчатки. Ассортимент материалов основы и накладок, входящих в пакет для изготовления защитной одежды, многообразен. В работе проведена сравнительная оценка эксплуатационных свойств материалов, предлагаемых отечественной и зарубежной легкой промышленностью, выделены положительные и отрицательные стороны.
Аналитическая часть
В соответствии с ГОСТ 12.4.105 «Ткани и материалы для спецодежды сварщиков. Общие технические условия» для материалов основы и накладок предъявляются особые требования:
- к поверхностной плотности;
- разрывной нагрузке;
- раздирающей нагрузке;
- стойкости к истиранию;
- жесткости;
- воздухопроницаемости;
- гигроскопичности;
- стойкости к прожиганию.
На российском рынке материалов для спецодежды сварщика представлены следующие страны-производители: Россия, Белоруссия и Китай. Китай является производителем большого количества материалов для защитных костюмов, однако, правильнее будет рассматривать страны-разработчики технологий - это США, Великобритания, Норвегия и Германия.
В таблице 1 рассмотрены потребительские свойства материалов, разработанных и производимых в России.
В таблице 2 рассмотрены потребительские свойства материалов, разработанных в США.
В таблице 3 рассмотрены потребительские свойства материалов, разработанных в странах Евросоюза.
Показатели свойств материалов взяты с электронных ресурсов: официальных сайтов российских производителей и представителей иностранных компаний. Из таблиц 1, 2 и 3 видно, что информация по требуемым показателям свойств предоставлена не в полной мере, то есть потребитель, приобретая товар, не может быть точно уверен в его надежности.
В нашей стране производятся такие материалы, как молескин с огнеупорной пропиткой арт.С-159 Юг (хлопок - 100%), сукно с ОП пропиткой арт. 5404 (шерсть - 90%, пэф - 10%), парусина или брезент ОП пропиткой арт. 11252 (лен - 54%, хлопок - 46%), спилок или натуральная кожа КРС, ткань Свартекс (Арамид - 100%). Положительными качествами молескина и сукна являются их высокие гигиенические показатели, возможность многократных стирок и химчисток; минус этих тканей в том, что они обладают низкой износостойкостью, в связи с чем не пригодны для сварочных работ в тяжелых условиях (применяются только как легкая спецодежда для электро- и газосварщиков). Брезент имеет высокие показатели прочности и износостойкости, защищает от искр и брызг расплавленного металла, достаточно дешев (50-70руб.пог.м.), но на ряду с этим обладает очень низкими гигиеническими показателями, не подлежит стирке и химчистке.
Таблица 1 - Физико-механические, гигиенические и защитные свойства материалов основы и накладок, разработанных и производимых в России для спецодежды сварщиков
Наименов-ние материала Поверхностная плотность, г/м2 Разрывная нагрузка, Н, не менее Переплетение Гигроскопичность, %, не менее Воздухопроницаемость, дм3/м2с, не менее Стойкость к истиранию, циклы, не менее Стойкость к прожиганию, с
по основе по утку
Молескин арт.С-159 Юг 280±14 372 785 усиленный сатин 10 20 1700
Сукно шинельное, арт. 5404 720-760 410 380 саржа 2/2 - - -
Брезент, арт. 11252 575±40 125 90 полотняное 8-20 10-35 500 50
Свартекс 300 - - - - - - 70
Арселон 470-600 1200 800 саржа 10-11 150 1000 50
Таблица 2 - Физико-механические, гигиенические и защитные свойства материалов основы и накладок для защитной одежды сварщиков, разработанных в США
Наименование материала Поверхностная плотность, г/м2 Разрывная нагрузка, Н, не менее Переплетение Гигроскопичность, %, не менее Воздухо-проницаемость, дм3/м2с, не менее Стойкость к истиранию, циклы, не менее Стойкость к прожиганию, с
по основе по утку
Банокс 305 - - саржа - - - -
Банокс 440 440 - - сатин - - - -
Банвеар 305 305 - - сатин - - - -
Банвеар 340 340 - - сатин - - - -
Банвеар 490 490 1100 1700 сатин - - - 51,4
ИНДУРА 237-406 - - саржа, сатин, деним, трикотаж - - - -
УльтраСофт 237-372 - - саржа, сатин, деним, парусина - - - -
УльтраСофт АС 237, 305 - - сатин - - - -
Тру комфорт 186 - - Трикотаж (рубчик, интерлок) - - - -
Таблица 3 - Физико-механические, гигиенические и защитные свойства материалов основы и накладок для защитной одежды сварщиков, разработанных в странах Евросоюза
Наимено- Поверхно- Разрывная нагрузка, Н, Перепле- Гигроско- Воздухо- Стойкость Стойкость Страна-
вание стная не менее тение пичность, проницае- к истира- к прожи- разработ-
материала плотность, г/м2 по основе по утку %, не менее мость, дм3/м2с, не менее нию, циклы, не менее ганию, с чик
Риг 350 1000 1000 сатин - - 5800 - Норвегия
Чиф 1/4
Велдер- 440 1100 1700 сатин - - 150000 62
сэйв 8/1
Металл 370 1000 1000 сатин - - - -
Сплеш 1/4
Флэйм- 400 - - сатин - - - 45 Англия
шилд 400
Велд- 450 - - сатин - - - 60
шилд 450
Арсенал 490 1500 800 сатин - - 6000 30
Нью
Термо- 380 - - - - - - 950 Германия
шилд ПС
Термо- 240 950 800 - 10 100 6000 30
шилд
Модакрил
Термо- 260 1500 1000 - 10 100 8000 30
шилд
Арамид
Натуральная кожа или ее спилок обладают очень высокими прочностью и износостойкостью и рекомендованы для использования при всех видах сварочных работ. [2] Однако встречаются такие отзывы пользователей защитных костюмов из кожи относительно гигиенических свойств этой спецодежды: «Зимой холодно, летом жарко». Кожа не может подвергаться стирке, это достаточно тяжелый и дорогой материал. Универсальным для использования в костюме сварщика или металлурга как в качестве основы, так и для накладок является материал Свартекс. Это термостойкая ткань из арамидных волокон для костюмов, защищающих от искр и брызг расплавленного металла, повышенных температур, открытого пламени, контакта с нагретыми поверхностями и теплового излучения. Она не самовоспламеняема, не взрывоопасна, не токсична, комфортна в эксплуатации, обладает высокими прочностными характеристиками, экологически безопасна. Как видно из ее характеристик, она является наиболее оптимальным вариантом для производства защитных костюмов, однако, имеет высокую цену, обусловленную составом ткани. Тем же объясняются и низкие гигиенические показатели.
Еще одной российской разработкой является ткань Арселон (100% волокнообразующий полимер поли-пара-фенилен-1,3,4-оксадиазола), но промышленное производство данный материал получил в Республике Беларусь. Плотность варьируется от 470 до 600г/м2, переплетение саржевое. Ткань обладает следующими положительными характеристиками:
- непревзойдённая термическая стойкость. Изделия из арселона 3 года работают в безупречном режиме при температуре 250 С, они выдерживают кратковременный тепловой удар температуры 400оС, ткань не прожигают капли или искры металла, раскалённые до 700-800 С;
- устойчивая эластичность как в горячей среде (250 С), так и в условиях пониженных до -50 С температур;
- устойчивость к органическим кислотам, растворителям и маслам;
- высокие электроизоляционные свойства;
- высочайшая износостойкость и прочность
- огнестойкость: материалу не страшно открытое пламя, он нетоксичен, не поддерживает горения и не плавится; при продолжительном воздействии огня ткань обугливается; она не имеет жидкой фазы, что предотвращает вторичные ожоги;
- материал достаточно легок и эластичен;
- данный материал гигроскопичен (гигроскопичность близка к хлопку и вискозе), что позволяет окрашивать изделия различными красителями и повышает гигиенические показатели.
США представлены двумя компаниями-разработчиками тканей для защитных костюмов -компания «Walls FR» и компания «Westex». Компания «Walls FR» запатентовала технологию огнестойкой пропитки ITEX, благодаря чему хлопчатобумажные ткани этой фирмы стали одними из немногих, что соответствуют жестким требованиям стандарта NFPA 2112 «Standard on Flame-Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire» (Стандарт на огнезащитную одежду для защиты пер-
сонала промышленных предприятия от кратковременного воздействия пламени). Технология полностью блокирует возможность дальнейшего возгорания спецодежды и позволяет сохранять огнестойкие свойства ткани после 100 промышленных стирок. Компания «Walls FR» производит материалы двух групп:
1) Банокс (BANOX), в составе 100% хлопка;
2) Банвеар (BANWEAR) сатинового переплетения, в составе 88% хлопка и 12% нейлона (ПА). [3]
Материалы Банокс - это универсальные огнестойкие ткани для производства спецодежды защищающей персонал предприятий от брызг и искр расплавленного металла и повышенных температур на пожароопасных производствах. Они представлены двумя видами: Банокс 305 (саржа) и Банокс 440 (сатин). Цифра обозначает поверхностную плотность соответственно. С повышением плотности возрастают защитные свойства материала.
Ткань Банвеар обладает хорошими гигиеническими свойствами и комфортом хлопка, а также высокими износостойкими характеристиками, что обеспечивается вложением волокон нейлона. Существует три вида этой ткани: Банвеар 305, Банвеар 340 и Банвеар 490. Материал Банвеар рекомендуется использовать для различных видов сварочных работ (в зависимости от плотности). Он может быть использован и как материал основы, и как материал накладок. Это хорошая защита от термических рисков электрической дуги. Под воздействием дуги ткань «спекается», происходит карбонизация. Материал превращается в углеродную плиту, что обеспечивает безопасность от воздействия дуги. Ткань сохраняет огнезащитные свойства после 100 промышленных стирок и сушек.
«Westex Inc» предлагает:
1) ткани ИНДУРА (INDURA) (100% хлопок с ОП пропиткой);
2) ткани и нетканые полотна УльтраСофт (UltraSoft) (88% хлопок, 12% нейлон с ОП пропиткой);
3) ткани УльтраСофт AC (UltraSoft AC с ОП пропиткой) (88% хлопок, 12% нейлон, плюс технология смягчения);
4) трикотажные полотна ТруКомфорт (TrueComfort) (100% хлопок с ОП пропиткой).
Компания «Westex» запатентовала одноименную технологию огнезащитной пропитки материалов, благодаря которой в сердцевину каждого хлопкового волокна встраивается длинноцепочечный огнестойкий полимер, что обеспечивает всем производимым материалам самостоятельное затухание после удаления источника возгорания. Это положительное качество, так как одежда из обычной хлопковой ткани или ткани из смеси хлопка и полиэфира будет продолжать гореть.
Материалы бренда «Westex» выгодно отличаются от материалов компании «Walls FR» большим разнообразием артикулов, различающихся между собой значением показателя поверхностной плотности и различными видами переплетения (саржа, сатин, деним, габардин, парусина, «баскетувейв») и нетканых полотен (флис, трикотаж). В зависимости
от плотности изменяются показатели электродугового термического воздействия и устойчивость к прожиганию. Обеспечивается защита от открытого пламени и брызг расплавленного металла и искр при сварочных работах. Вложение 12% волокон нейлона обеспечивает увеличение срока службы костюма на 50%, дополнительную защиту от электрической дуги и открытого пламени. Вместе с этим материалы обладают высокими гигиеническими характеристиками и комфортностью хлопка.
Еще одной компанией, представленной на российском рынке производителей материалов для спецодежды, является норвежская компания «Daletec». Все огнезащитные ткани, производимые для изготовления костюма сварщика (серия Dale Antiflame (Дали Анти-флэйм)), пропитаны препаратом PYROVATEX от компании CIBA, который за счет прочных ковалент-ных связей с хлопком придает волокнам устойчивую огнестойкость. Положительным качеством данной пропитки является усиление этой связи в присутствии воды, это означает фактическое улучшение огнезащитных свойств ткани в процессе стирки и эксплуатации, что обеспечивает долгосрочную безопасность. Огезащитная пропитка PYROVATEX способна выдерживать до 200 стирок. Из серии Дали Антифлэйм наибольшую популярность приобрели три вида ткани:
1) Ткань Риг Чиф (Rig Chief), 100% хлопок (с ОП пропиткой), плотность 350 г/м2, сатиновое переплетение 4/1;
2) Ткань Велдерсэйв (Weldersafe) 100% хлопок (с ОП пропиткой), плотность 440 г/м2, сатиновое переплетение 8/1;
3) Ткань Металл Сплеш (Metal Splash) 100% хлопок (с ОП пропиткой Pyrovatex + специальное полимерное покрытие), плотность 370 г/м2, сатиновое переплетение 4/1.
Ткань Риг Чиф предназначена для изготовления облегченного костюма сварщика. Ткань Велдерсэйв благодаря уникальному сатиновому переплетению 8/1, способствующему скатыванию брызг расплавленного металла, и большой плотности, обладает более высокими прочностными и огнезащитными характеристиками. Дополнительное полимерное покрытие ткани Металл Сплеш (Metal Splash), обладает способностью отражать (отталкивать) искры расплавленного металла, вместе с этим ткань поддерживает достаточно низкий уровень теплопроводности. Ткань может быть использована в качестве защитных накладок в костюмах сварщика, металлурга, в местах, наиболее подверженных воздействию брызг раскаленного металла. Наряду с высокими огнезащитными свойствами ткани серии Дали Антифлэйм обладают комфортностью хлопка, а низкое содержание формальдегида (не более 37,5мг/кг), позволяет им соответствовать требованиям экологического стандарта ЭКО-ТЕКС 100 по II классу.
Британская фирма «Carrington Career&Workwear» предлагает три типа тканей для производства костюма сварщика:
1) Ткань Флэймшилд 400 (Flameshield 400), 100% хлопок (с ОП пропиткой Proban), плотность 400 г/м2, сатин;
2) Ткань Велдшилд 450 (Weldshield), 100% хлопок (с ОП пропиткой Proban), плотность 450 г/м2, сатин;
3) Ткань Арсенал Нью (Arsenal New), 100% хлопок (с ОП пропиткой Proban + отделка Splashgard), плотность 490 г/м2, сатин.
Все огнезащитные материалы этой фирмы пропитаны препаратом Proban по запатентованной технологии компании Rhodia. Данный полимер, внедренный в структуру волокна, является инертным, то есть полностью не поддающимся растворению, а также удалению при стирке. Такая технология позволяет увеличить износоустойчивость хлопковой ткани. Материалы, обработанные препаратом Proban, обладают следующими положительными качествами: возможность частых стирок и химчисток; ткани нетоксичны, экологичны; не поддерживают горения и тления; полимер Proban не влияет на первоначальные свойства хлопка. [3]
Как видно из представленных выше характеристик, ткани фирмы «Carrington Career&Workwear» различаются по показателю поверхностной плотности. С увеличением этого показателя возрастают и защитные свойства материалов (устойчивость к воздействию брызг расплавленного металла у ткани Велдшилд 450 - 50 капель, у ткани Арсенал Нью -более 60 капель). У ткани Арсенал Нью появляется специальная отделка Splashgard, которая обеспечивает защиту от растворов кислот концентрацией до 60%, что расширяет диапазон использования материала в одежде специального назначения.
Последний бренд - «TERMOSHIELD» Германия. Компания предлагает линейку одноименных специализированных огне- и термостойких материалов для производства костюма сварщика:
1) Ткань Термошилд ПС (Termoshield PS), в составе 50% термостойких волокон Panox и 50% Па-раарамид + силиконизированное покрытие, поверхностная плотность ткани 380 г/м2 (260 г/м2 основа, 120 г/м2 силиконизированное покрытие);
2) Ткань Термошилд Модакрил (Termoshield Modakryl). В составе два термостойких волокна: 40% Метаарамид и 60% Protex (с высоким кислородным индексом 35). Поверхностная плотность 240 г/м2;
3) Ткань Термошилд Арамид 210 (Termoshield Aramid 210). В состав входят три волокна: 93% Ме-таарамид, 5% Параарамид, 2% Антистатические волокна. Поверхностная плотность 210 г/м2.
Ткань Термошилд ПС рекомендуется использовать для защиты от искр и брызг расплавленного металла в качестве накладок на переднюю часть костюма. Силиконизированное покрытие на 70% увеличивает износоустойчивость ткани по сравнению с аналогами. Уникальным является высочайшая стойкость к прожиганию - более 950 секунд, это в 9,5 раз выше, чем у других производителей. Ткань устойчива к стиркам, что обеспечивает защиту от общепроизводственных загрязнений. Это важное отличие от сукна и брезента. Ткань Термошилд Мо-дакрил рекомендована для защиты от электрической дуги, а также от тепла и пламени. Специально вплетенная с изнаночной стороны в структуру ткани ан-
тистатическая нить надежно защищает от статического электричества. Благодаря волокнистому составу ткань легка и комфортна в эксплуатации. Ткань Тер-мошилд Арамид 210 разработана для защиты от статического электричества, от повышенных температур и огня. Прочность материала повышается за счет входящих в состав ткани мета-арамидных и пара-армидных волокон. Следует отметить, что материалы бренда «ТЕКМ08И1ЕЬБ» отличаются от остальных европейских и американских брендов отсутствием огнеупорной пропитки. Здесь получило распространение использования готовых волокон с определенными свойствами. Нужные свойства тканей получаются путем смешивания различных волокон. Однако, материалы с таким волокнистым составом уступают материалам из хлопка с ОП пропиткой по показателям гигиенических характеристик [4].
Все рассмотренные импортные материалы отличаются высокой технологичностью и изготовлены при помощи инновационных подходов к производству. Они экологичны, комфортны в эксплуатации и отвечают всем жестким требованиям современных стандартов на одежду специального назначения. Однако эти материалы недоступны большинству российских потребителей ввиду своей высокой стоимости, обусловленной вложением высоких технологий. В связи с отсутствием отзывов потребителей невозможно провести полноценный анализ положительных и отрицательных качеств импортных материалов.
Заключение
Зарубежное производство материалов для одежды специального назначения не стоит на месте. В сложившейся ситуации перед российской легкой промышленностью должна быть поставлена задача о расширении ассортимента конкурентоспособных материалов, используемых для производства одежды специального назначения (легких, с высокими прочностными и защитными характеристиками, но, в то же время, с высокими гигиеническими показателями, комфортных в эксплуатации, экологичных, не токсичных, безвредных для рабочих). Расширение ассортимента должно происходить за счет внедрения инновационных технологий в процесс производства специальных материалов, то есть повышения их технологичности.
Литература
1. HR-Portal. HR - Сообщество и Публикации [Электронный ресурс]/ - Режим доступа: http://www.hr-portal.ru/article/situaciya-s-normativnoy-dokumentaciey-na-specodezhdu-dlya-svarshchikov
2. Махоткина Л.Ю., Насыбулина А.А., галялутдинова Р.М. Изменение характеристик натуральной кожи хромового дубления в одежде специального назначения// Вестник технологического университета. - 2015.-№7.-с.188-189
3. Сварщик: золотой стандарт защиты Walls FR [Электронный ресурс]/ - Режим доступа: http://legprom.bz/print.php?id=4697
4. ТЕКСТАИМ. Больше, чем ткани [Электронный ресурс]/ - Режим доступа: http://www.textime.ru/brand/202/
© Л. Ю. Махоткина - д.т.н., проф., зав. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ, lili_makh@mail.ru; Л. М. Хузина -аспирант той же кафедры, lm_lumin@mail.ru.
© L. U. Makhotkina - Ph.D., prof., Head. cafes. design clothing and footwear KNRTU, lili_makh@mail.ru; L. M. Khuzina - Ph.D student the same cafes., lm_lumin@mail.ru.
