CC BY
22
УДК 675.026 В. В. Хамматова
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОДЕЖДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ ИЗ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ1
Ключевые слова: текстильный материал, спецодежда, наноструктурированный материал, плазма, цепной шов, челночный
шов.
В работе описываются экспериментальные исследования процесса получения спецодежды из разрабатываемой наноструктурированной ткани с использованием потока неравновесной низкотемпературной плазмы. Определили, каким образом ведут себя разрабатываемые наноструктурирован-ные материалы в одежде специального назначения. Провели комплексные экспериментальные исследования конструкции швов такой одежды.
Keywords: textile, clothing, nanostructured material, plasma, chain stitch seam shuttle.
The paper describes the experimental study of the process ofproducing workwear developed nanostructured tissues using flow nonequilibrium low-temperature plasma.They identified how behave developed nanostructured materials in clothes of special purpose. We carried out a comprehensive experimental study of the structure of joints.
При вступлении России во Всемирную торговую организацию перед швейными предприятиями отрасли стоит задача по выпуску высококачественной и конкурентоспособной одежды специального назначения и условий их эксплуатации для всех социальных групп населения. Решение этой важнейшей задачи возможно при использовании в производствах последних отечественных и мировых научных достижений в области конструирования, технологии и материаловедения, разработки и производства текстильных материалов с требуемыми технологическими и потребительскими свойствами [1-4].
Спецодежда должна обеспечивать безопасность труда, предохранять от воздействия вредных факторов, сохранять нормальное функциональное состояние человека, а также его работоспособность в течение всего рабочего времени. От того, насколько успешно решается вопрос снабжения персонала необходимой спецодеждой, зависит многое, в том числе и самое ценное - жизнь и здоровье людей. Основным отличием современной специальной одежды является обеспечение не 3-5, а более 10 защитных свойств. Это сложные изделия, предназначенные для эксплуатации во всех климатических зонах, в сезонных условиях с температурными режимами от 600 мороза до 500 тепла, защищающие от воздействия солнечных лучей и морской воды, а также различных агрессивных факторов в условиях промышленных производств и ликвидации последствий техногенных катастроф.
В настоящее время задача получения одежды специального назначения из разрабатываемых наноструктурированных текстильных материалов с использованием потока неравновесной низкотемпературной плазмы, способствует снижению уровней профессиональных рисков, увеличению срока эксплуатации одежды и сохранению их внешнего вида, является своевременной и актуальной задачей. Этот фактор способствует применению разработанных высокотехнологичных тканей нового поколения со специальными свойствами для одежды специального назначения определенных отраслей и видов деятельности. Для того, чтобы определить ка-
ким образом ведут себя разрабатываемые наноструктурированные материалы в одежде специального назначения, необходимо провести комплексные экспериментальные исследования их конструкции швов.
Исходя из назначения специальной одежды, которая производится из разрабатываемого наноструктурированного материала предъявляются повышенные требования, прежде всего, к прочности и долговечности применяемых материалов, конструкции швов и средствам соединений, так как продление сроков службы спецодежды равносильно увеличению ее выпуска без привлечения дополнительных материальных и трудовых ресурсов. Эффективность швейного изделия зависит в равной степени от свойств материалов и от технологических процессов швейного производства, где они подвергаются механическим воздействиям.
Соединения ее деталей должны иметь заданный запас прочности и надежности, и обеспечивать целостность изделий, а в ряде случаев - герметичность, паро- и пылепроницаемость и т.д. В противном случае, одежда специального назначения из разрабатываемого наноструктурированного материала не может служить средством индивидуальной защиты человека, имеющего контакт с агрессивной средой.
Однако исследование существующих средств защиты тела человека показало, что они не учитывают особенности деформации растяжения материалов, которые влияют на внешний вид готового изделия. Деформации растяжения материалов не учитываются в конструкции и технологии изготовления изделий специального назначения.
Основываясь на экспериментальной установке для определения динамического эффекта шва провели экспериментальные исследования. Образцы для испытания изготавливали размером 150х50мм, шов в образце располагали вдоль полоски посередине, концы ниток челночной строчки завязывали узлом. Отметим, что образцы имели криволинейную форму, степень кривизны которой эквивалентен участку конструкции рукав-пройма.
Для расчета динамического эффекта шва, Д эф. ш., %, использовали следующую формулу:
Д.эф.ш.= ДМ_-100, (1)
где ДИ - удлинение образца, при нагрузке по истечении заданного времени, см; L - длина образца до удлинения, см.
В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, показывающий как влияют технологические параметры шва на его прочность, какие нужно выбирать режимы стачивания, чтобы нитка в процессе стежкообразования подвергалась наименьшему износу, какие свойства ниток обеспечивают наиболее прочный шов. Результаты экспериментов и аналитических расчетов динамического эффекта челночного и цепного шва в зависимости от видов применяемых наноструктурированных материалов сведены соответственно в таблицах 1-3.
Таблица 1 - Динамический эффект челночного шва спецодежды из парусины полульняной
Таблица 2 - Динамический эффект цепного шва спецодежды из хлопатобумажной ткани
Таблица 3 - Динамический эффект челночного шва спецодежды из сукна шинельного
№ Масса Удлинение, см Дина-
опы нагру- после после об- мичес-
та зочного стабили- 15 щее кий
элемен- зации мин эффект
та, кг груза шва, %
Контрольные образцы
1 3 0,4 0 0,4 8
2 4 0,45 0 0,45 9
3 5 0,6 0 0,6 12
4 6 0,65 0,05 0,7 14
5 7 0,9 0,1 1,0 20
Ср. знач. дин. эффекта шва 12,6
Наноструктурированный материал
1 3 0,6 0,2 0,8 12
2 4 0,75 0,25 1,0 20
3 5 0,9 0,3 1,2 24
4 6 0,95 0,4 1,35 27
5 7 1,2 0,5 1,7 34
Ср. знач. дин. эффекта шва 23,4
Как видно из таблиц 1-3, существует определенный запас динамического эффекта соединительного шва в зависимости от величины прилагаемых нагрузок. Учитывая эти данные динамическую прибавку, рассчитанную для спецодежды и равную 4 см, можно корректировать при необходимости оптимизации экономичности конструкции с учетом значения динамического эффекта шва, в зависимости от прилагаемых усилий на участок конструкции. Для расчетов величины компенсации динамических прибавок конструкции используются данные, представленные на рисунке 1.
1 - челночный шов; 2 - цепной шов Рис. 1 - Зависимость удлинения опытных образцов при увеличении нагрузки
Сравнительная диаграмма изменения динамического эффекта шва в зависимости от видов обработки применяемой ткани - парусины полульняной представлена на рисунке 1.
Как видно из рисунка 1, наиболее высокий динамический эффект шва парусины полульняной приходится на наноструктурированный материал, так как у него удлинение выше на 10,8 % относительно
№ Масса Удлинение, см Дина-
опы нагру- после после об- мичес-
та зочного стабили- 15 щее кий
элемен- зации мин эффект
та, кг груза шва, %
Контрольные образцы
1 3 0,5 0,1 0,6 12
2 4 0,55 0,1 0,65 13
3 5 0,7 0,1 0,8 16
4 6 0,85 0,15 1,0 20
5 7 1,0 0,2 1,2 24
Ср. знач. дин. эффекта шва 15,0
Наноструктурированный материал
1 3 0,75 0,2 0,95 19
2 4 0,85 0,3 1,15 23
3 5 0,95 0,35 1,3 26
4 6 0,95 0,25 1,2 24
5 7 1,4 0,25 1,65 33
Ср. знач. дин. эффекта шва 25,0
№ Масса Удлинение, см Дина-
опы нагру- после после об- мичес-
та зочного стабили- 15 щее кий
элемен- зации мин эффект
та, кг груза шва, %
Контрольные образцы
1 3 0,4 0 0,4 8
2 4 0,45 0 0,45 9
3 5 0,6 0 0,6 12
4 6 0,65 0,05 0,7 14
5 7 0,9 0,1 1,0 20
Ср. знач. дин. эффекта шва 12,6
Наноструктурированный материал
1 3 0,6 0,2 0,8 12
2 4 0,75 0,25 1,0 20
3 5 0,9 0,3 1,2 24
4 6 0,95 0,4 1,35 27
5 7 1,2 0,5 1,7 34
Ср. знач. дин. эффекта шва 23,4
контрольного образца. При этом наибольший динамический эффект шва наблюдается в цепном шве по сравнению с челночным швом.
Заключение
Проведены экспериментальные исследования процесса получения спецодежды из разрабатываемой нанострутурированной ткани с использованием потока неравновесной низкотемпературной плазмы. Провели комплексные экспериментальные исследования их конструкции швов. В результате исследований определили наибольший динамический эффект шва в цепном шве по сравнению с челночным швом.
Литература
1. Припеченкова, И. С. Проектирование тканей для водозащитной одежды [Текст] / И.С. Припеченкова, О.В. Метелева, В.В.Веселов // Изв. вузов. Технология текст, промышленности. - 1999, № 3. - С. 86-91.
2. Орленко, Л.В. Конфекционирование материалов для одежды [Текст] / Л.В. Орленко, Н.И. Гаврилова. М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2006. - 288 с.
3. Фомченкова, Л.И. Рабочая одежда и текстильные материалы для ее производства [Текст] / Л.И. Фомченкова // Рабочая одежда и средства индивидуальной защиты. -2013. - №2 .
4. Пустыльник, Я.И. Безопасность для каждого рабочего дня [Текст] / Я.И. Пустыльник // Рабочая одежда. 2007. -№ 4 (39). -С. 6-7.
1Проект выполняется в организации исполнителе (Получателе субсидии) при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения № 14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований. Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) ММЕП57714Х0019.
© В. В. Хамматова - д.т.н., профессор, заведующая кафедрой дизайна КНИТУ, [email protected].
© V. V. Khammatova - doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Design, Institute of technology of light industry of fashion and design, Kazan national research technological University, [email protected].
