ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ В ОБРАБОТКЕ ЖЕНСКОГО ДЕМИСЕЗОННОГО ПАЛЬТО С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОВЫХ ПАНЕЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ УТЕПЛИТЕЛЯ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

DOI

INNOVATIVE METHODS IN THE PROCESSING OF WOMEN'S DEMI-SEASON COAT WITH THE USE OF THERMAL PANELS AS INSULATION

Yudina A.A.

MHPI, 105005, Moscow, Russia

Abstract: The article discusses the innovative experience of designing a women's demi-season coat using thermal panels as insulation. Today, numerous variants of products with electric heating are presented on the market. But, as we can see, all this is aimed at people who are engaged in active sports or just for long walks. How can ordinary people keep warm in the urban landscape, without the use of layering, so that it does not look like a set of things similar to cabbage, in which we sweat and do not always feel comfortable? The solution lies in the use of heating, removable panels, which can not only turn outerwear into demi-season, but also help to warm up "the right areas of the body." The reason for the appearance of thermal panels lies not only in the attempts of manufacturers to increase the functionality of their products — the emergence of new insulation technologies based on microfber synthetic insulation is associated with a noticeable rise in the price of raw materials.

Keywords: clothing, fashion, innovation, electric heating, thermal panels, outerwear, demi-season, coat, design, style.

УДК 7.06

ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ В ОБРАБОТКЕ ЖЕНСКОГО ДЕМИСЕЗОННОГО ПАЛЬТО С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОВЫХ ПАНЕЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ

УТЕПЛИТЕЛЯ

Юдина А.А.

МХПИ, 105005, Москва, Россия

Аннотация. В статье рассмотрен инновационный опыт проектирования женского демисезонного пальто с использованием тепловых панелей в качестве утеплителя. Сегодня на рынке представлены многочисленные варианты изделий с электроподогревом. Но, как мы можем видеть, все это ориентировано на людей, которые занимаются активными видами спорта или совершают долгие прогулки. Как же согреваться обычным людям в условиях городского пейзажа, без применения многослойности, чтобы это не выглядело как набор вещей, похожий на капусту, в котором мы потеем и не всегда чувствуем себя комфортно? Решение кроется в использовании греющих, съемных панелей, которые не только могут превратить верхнюю одежду в демисезонную, но и прогревать «нужные участки тела». Причина возникновения тепловых панелей кроется не только в попытках производителей увеличить функциональность своих изделий — появление новых технологий утепления, основанных на микроволоконных синтетических утеплителях, связано с заметным подорожанием сырьевого гусиного пуха за последние пять лет. Задачей данной работы являются поиск и внедрение инновационных решений при проектировании женского демисезонного пальто с применением тепловых панелей в качестве утеплителя. В данном случае используются современные технологии: нагревательные элементы, система питания, что повышает практичность и технологичность одежды, которая предназначена для ежедневного использования. Сочетание стиля, практичности и технологичности -важная веха на пути создания современной одежды, отвечающей требованиям времени, одежды, которая дополнит собой образ человека современной эпохи.

Ключевые слова: одежда, мода, инновации, электроподогрев, тепловые панели, верхняя одежда, демисезонный, пальто, проектирование, стиль.

Введение

Сегодня на рынке представлены многочисленные варианты изделий с электроподогревом. Помимо традиционной теплой верхней одежды из натуральных и синтетических волокон производители предлагают одежду, оснащенную встроенными инфракрасными элементами, которые излучают тепло и помогают согреться даже в сильный холод.

Но, как мы можем видеть, все это ориентированно на людей, которые занимаются активными видами спорта или совершают долгие прогулки. Но что же делать «простым» людям, которые мерзнут в каменных джунглях даже в 10-ти слоях одежды? Для этого я и занялась разработкой данного проекта. Как мне кажется, это актуальная тема для разработки верхней одежды, которая не только выглядит красиво и функционально, но и сама регулирует тепло, что позволяет не тратить время по утрам на размышления о том, сколько слоев одежды нужно надеть, чтобы не замерзнуть на улице и не перегреться в общественном транспорте или в машине.

Изучение спроса

За последние несколько лет рынок одежды для активного отдыха на природе пережил настоящий бум появления новых технологий утепления. Осенью 2013 года в продажу поступили первые изделия из Polartec Alpha, зимой 2013-2014 гг. в магазинах появились вещи от компании The North Face с утеплителем Primaloft Thermoball, а компании Columbia и Arcteryx выпустили куртки, совмещающие пуховый и синтетический утеплители.

Причина этого кроется не только в попытках производителей увеличить функциональность своих изделий - появление новых технологий утепления, основанных на микроволоконных синтетических утеплителях, связано с заметным подорожанием сырьевого гусиного пуха за последние пять лет. По данным американского журнала «Outside», фунт сырьевого белого гусиного пуха в 2009 году стоил 10$, в 2014 — около 50$.

Отсюда и спрос на новейшие технологии утепления, которые могли бы на равных конкурировать с пуховыми изделиями, от разработчиков и производителей одежды и экипировки для активного отдыха. И по ряду причин этот спрос в ближайшем будущем будет только расти, что подразумевает расширение коллекций, основанных, прежде всего, на синтетических утеплителях у большинства производителей [1].

Что представляет собой одежда с подогревом?

Одежда с подогревом дополнительно защищает человека от холода, помогая не допустить переохлаждения и обморожений. Она подходит для зимней охоты и рыбалки, работы на свежем воздухе и в помещениях с повышенной влажностью. Особенно актуально использование такой дополнительно согревающей одежды в регионах, где большую часть года температура воздуха не поднимается выше пяти градусов.

Рис. 1. Тепловые панели

Методы и материалы. Технология. Электрооборудование

Одежда с подогревом, предназначенная для использования на транспортных средствах, таких как мотоциклы или снегоходы, обычно использует 12-вольтовый электрический ток, стандартное напряжение на батареях motorsport и powersport. Один предмет одежды с подогревом, такой как перчатки, обычно не оказывает отрицательного влияния на заряд батареи. При этом гонщики должны быть осторожны при подключении нескольких предметов одежды с подогревом, потому что батарея может не справляться с нагрузкой. Одежда с подогревом обычно крепится непосредственно к батарее велосипеда. Некоторые предметы одежды с подогревом имеют прикуриватели. В то время как менее дорогие модели могут быть включены или выключены, более дорогие модели иногда обеспечивают контроль уровня нагрева.

Самые надежные системы имеют технологии, в которых обеспечивается резервирование на случай поломки нагревательного элемента.

Контроллер и аккумулятор в некоторых моделях можно отсоединить, чтобы одежду можно было носить как обычную одежду.

Сохраненное тепло

Одежда, в которой используется гель, имеет тканевые мешочки или карманы, в которые можно вставить пластиковые пакеты с гелем. Перед выходом на улицу гель нагревают в микроволновой печи. После выхода на улицу гелевый пакет сохраняет тепло от 30 минут до двух часов, в зависимости от размера гелевого пакета, толщины изоляции, защищающей гелевый пакет от температуры наружного воздуха, и условий ветра.

Химический подогрев

Одежда на основе химических реакций имеет тканевые мешки или карманы, где одноразовые пакеты химических грелок для рук могут быть вставлены. Грелки размером с упаковку карточек содержат химические вещества, которые выделяют тепло. Одна традиционная грелка для рук - это небольшая металлическая коробка, содержащая древесный уголь, который при освещении горит очень медленно и

142

производит мягкое тепло. Одноразовые тепловые пакеты обычно содержат целлюлозу, железо, воду, активированный уголь, вермикулит и соль. Когда эти пакеты подвергаются воздействию воздуха, происходит экзотермическая химическая реакция, которая обеспечивает несколько часов тепла.

Другая химическая грелка использует гель, который может быть активирован путем скручивания пакета, тем самым вызывая химическую реакцию. Пакет можно положить в кастрюлю с кипящей водой, чтобы обратить химическую реакцию и позволить ему повторно использоваться.

Что из себя представляют греющие панели?

Как правило, система подогрева имеет выключатель с тремя уровнями мощности. Для определения уровня мощности имеется световая индикация.

Греющие панели имеют разную мощность, число панелей на единицу одежды разнится. Греющие функции обеспечивают углеродное волокно или специальные нагревательные элементы. Последние представляют собой полимерные панели, которые нагреваются, когда через них подается ток. Инфракрасные лучи, которые излучает такой модуль, прогревают тело на глубину в несколько сантиметров.

При выборе одежды с подогревом внимание следует обращать на возможные режимы обогрева, источники питания и возможности подзарядки. Важно и время, в течение которого вещь будет греть: в некоторых моделях время непрерывного активного обогрева может достигать 22 часов.

Использовать одежду с подогревом просто. Для этого нужно предварительно вставить в специальный держатель заряженную батарею и отрегулировать нужный температурный режим на кнопочном переключателе или панели управления, которые обычно находятся на лицевой стороне изделия. Как правило, у таких изделий три режима: минимальный обогрев, умеренный и интенсивный.

Нагревательные элементы

Греющие пластины из углеродного волокна самые удобные. Их можно подключать к аккумуляторам 5 - 7,4 Вольт. Они гибкие и при деформации не ломаются, но при условии, что сделаны качественно. Самая большая проблема при производстве — соединить провод с углеродным волокном. В этом месте может образоваться переламывание или расслоение контакта (во втором случае может быть перегревание).

Также выпускают пленочные элементы на основе биметаллических лент — это сплавы, нагревающиеся при пропускании энергии. Они хорошо прогреваются уже от 3,7 Вольт и сильно греют на 5 Вольтах. Но при интенсивных деформациях они быстрее выйдут из строя, при том что сам пленочный элемент стоит немного дороже.

Нагревательные элементы подключаются к аккумуляторам чаще всего через разъем USB — это значит, что всегда можно найти источник питания. Подойдет любой с выходом на 2 Ампера. Минус USB-разъема только один — в процессе использования крайние шины вжимаются в пластик и теряется контакт.

Результаты. Возможности нагревательных элементов

Нагревательные элементы могут иметь различные уровни тепла и располагаться в разных местах: на кончиках пальцев, поперек груди и в средней части спины, в районе поясницы, на передней стороне бедра и т. д.

Эффект согревания в такой одежде достигается не только благодаря карбоновым проводникам и инфракрасным лучам, но и использованию специальных тканей. [2]

Обсуждение. Как работают инфракрасные лучи?

В высокотехнологичных конструкциях используются инфракрасные источники тепла — специальные карбоносодержащие ткани и волокна, преобразующие подаваемое напряжение в инфракрасное излучение. Модули греются незначительно, но испускаемые ИК лучи проникают в тело на 1 -2 сантиметра в глубину. Плюсы очевидны: внутренний прогрев тканей и кровотоков улучшает кровоснабжение, что позволяет самые удалённые и замёрзшие части тела прогреть изнутри. Высокий КПД (98-99%), и как следствие - высокая продолжительность работы на одной зарядке батареи. Безопасное для здоровья ИК излучение, с длинной волны равной ИК излучению самого человека.

Местоположение недоступж

18'С

• *

Рис.2. Человек в одежде с элементами нагревания, снятый через тепловизор

Чтобы подтвердить теорию, были проведены термографические исследования с помощью передового тепловизора FLIR B660.

Прибор с температурной чувствительностью 30 мК позволяет получать точнейшие изображения и сведения о малейших температурных изменениях. Обычно его используют для контроля качества высокотехнологичной продукции.

Термография с помощью ИК-камер позволяет увидеть и измерить тепловую энергию объекта. Тепловое (или инфракрасное) излучение невидимо для человеческого глаза — эту часть электромагнитного спектра мы чувствуем как тепло. Температура объекта прямо пропорциональна выделению инфракрасного излучения. ИК-камеры его дистанционно фиксируют и позволяют получить информацию о температурных свойствах объекта.

Исследования с привлечением независимых экспертов в области термографии проводились по следующему алгоритму: на человека были надеты вещи с интегрированным греющим комплектом — жилет, шорты, перчатка, стелька. В процессе исследований мы получали ИК изображения частей тела через 30-минутные интервалы времени.

Замеры ИК-камеры показали следующее: через несколько минут после включения устройства выходят на рабочий режим и плавно прогревают тело, повышая его температуру. При этом за счёт кровотока прогревается участок тела вокруг точки приложения греющего модуля. Прогревание происходит равномерно и мягко, при этом температура повышается на безопасные 40°С-45°С градусов. Человек чувствует себя комфортно.

Греющий комплект расширяет температурный диапазон использования до - 60 °С любой одежды любого назначения.

Поддерживает на протяжении длительного времени температуру обогрева от 30°С до 60°С внутри одежды. Аккумуляторная батарея обеспечивает регулировку температурного режима.

Греющий комплект имеет малый вес — нагревательные элементы с аккумуляторной батареей весят не более 350 граммов. Срок службы - до 5 лет. Полностью безопасен. Технология инфракрасного обогрева тела человека используется в терапевтических кабинетах медицинского назначения. Состоит из связки греющих ИК- модулей прямоугольной формы, которые могут вкладываться в карманы или благодаря набору для фиксации (на специальных липучках) крепиться в верхний или «средний слой» одежды и батарей различной ёмкости с интегрированным LED дисплеем.

Емкость аккумуляторной батареи и уровень нагрева отображается на LED дисплее. Греющие ИК-модули изготовлены по оригинальной технологии из карбоносодержащей ткани, запаянной в эластичный пластик.

Естественно, чем ближе к телу будут расположены греющие элементы, тем выше будет КПД устройства. Больше тепла будет передаваться телу, и будут меньше потери на обогрев окружающей среды.

Техника безопасности

Все подобные изделия, продающиеся в магазинах, прошли испытания и имеют соответствующие сертификаты безопасности. Экспертное заключение по таким товарам выдает Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. На все греющие комплекты действует гарантийный срок, установленный производителем. Гарантия, как правило, составляет от 6 до 12 месяцев с даты получения товара покупателем.

Вес одежды зависит от самого изделия и его размера. Если, например, речь идет о мужской зимней куртке с подогревом, то ее вес может составлять 1 кг или чуть больше. Для сравнения: обычная зимняя куртка или пуховик весят 800-1000 граммов. Что касается веса непосредственно аккумулятора, то он весит около 200 граммов и легко помещается в кармане, а вес гибких нагревательных модулей - менее 100 граммов.

Одежда с подогревом увеличивает продолжительность пребывания на открытом воздухе. Но при неправильном ее использовании (например, в слишком интенсивном режиме) может образовываться избыток тепла, в результате чего температура у поверхности тела повышается. Чтобы снизить ее, в организме начинается интенсивное потоотделение. А зимой одинаково важно не замерзнуть и не вспотеть, поскольку вспотевший человек быстрее замерзает.

Резкое расширение капилляров, вызванное внезапным и неравномерно нагревающим тело теплом, может привести к критическому падению давления. Поэтому согреваться нужно постепенно.

Высокая температура также может повлиять на опухолевые образования. Стимуляция их роста действительно наблюдается при температуре 38-40°С, однако при повышении температурного уровня воздействие на опухоль меняется. Существует даже метод лечения онкологических заболеваний, при котором тело пациента, его участки или отдельные органы подвергаются воздействию высокой температуры (свыше 39°С, вплоть до 44-45°С).

Постоянное неконтролируемое воздействие тепла может быть опасным для людей с онкологическими заболеваниями или рядом других патологий. При постоянной носке подобных изделий у таких людей могут активизироваться обменные процессы. Никакие стимулирующие процессы и прогревания не полезны людям, у которых происходят патологические процессы. Также есть различные эндокринные заболевания, такие как тиреотоксикоз, который и так повышает температуру тела. Если будет повышение температуры еще и извне, то это может усилить процессы.

Основная идея в том, что если это разовое действие, то от него не возникнет проблем, даже у людей с онкологией. Если же постоянно перегревать свое тело выше 36,6°С, то даже здоровый человек может уйти в какое-то отклонение, потому что организм перегрет. Кроме того, перегрев тела выше нормальной температуры в условиях эпидемии снижает сопротивляемость организма. Соответственно, у человека снижается иммунитет, и в условиях вирусной нагрузки это не очень правильно.

Напряжение питания от 5 до 12 Вольт с силой тока до 2 Ампер, которое используется в одежде с подогревом, безопасно и током не ударит, даже если вы замкнете провода прямо в тело. Но в процессе эксплуатации негативные воздействия могут быть [3].

Если повреждено место крепления провода к элементу, там может образовываться локальный перегрев, прогореть участок одежды, и человек это почувствует. Такие повреждения происходят или с течением времени при интенсивной эксплуатации одежды, или в случае с недобросовестным производителем.

Неприятные ощущения, пощипывания от использования одежды с подогревом могут возникнуть у аквалангистов. Некоторые нагревательные элементы сделаны из пропускающих влагу и воздух материалов и при полном намокании гидрокостюма пропитываются водой, в результате идет утечка тока через воду на тело. В этом случае лучше использовать одежду с влагозащитными нагревательными элементами.

Бывают исключительные случаи: люди с особенностями организма, которым становится физиологически некомфортно при локальном подогреве или перегреве тела, или люди с феноменальными особенностями высокой токопроводности тела. Могут сыграть и роковые факторы - попадание молнии в тело, подключение к питанию через адаптер, на который подали высокое напряжение, и вместо 12 Вольт по проводу пошло напряжение 220 Вольт.

А инфракрасное излучение, которое выделяют нагревательные пластины, совершенно безопасно. Оно проникает в организм на два-три сантиметра и даже стимулирует обмен веществ. [4]

Типы зарядки

Существует много видов одежды с подогревом. Наиболее примечательно, что они используют 12, 7,4 и 5-вольтовые блоки питания. 5-вольтовый powerbank позволяет использовать общий powerbank как для нагрева одежды, так и для зарядки личной электроники. 7,4-вольтовая батарея является наиболее распространенным типом системы батарей с подогревом одежды и может быть перезаряжаемой. Самыми популярными предметами продажи традиционно были перчатки с подогревом и куртки. 12-вольтовые аккумуляторы предназначены для использования в мотоциклах, квадроциклах или снегоходах. Поскольку они используют более высокое напряжение, чем системы 7,4 В, они более мощные и, следовательно, нагревают большую площадь при более высокой температуре. Большинство брендов, использующих системы 12 В, совместимы. Например, большинство 12 В куртки с подогревом поставляются со встроенными шнурами питания, которые выходят на запястьях для питания перчаток с

подогревом/вкладышей и снизу для питания брюк с подогревом/вкладышей. Затем брюки имеют шнуры, идущие от нижней части каждой ноги, для питания носков/вкладышей/стелек [5].

Большая часть одежды 7,4 В будет работать около 2-8 часов в зависимости от температуры и внешних условий. Многие куртки и жилеты могут питаться от батареи, приобретаемой отдельно, с увеличенным сроком службы почти в два раза.

Рис.3. Эскиз женского демисезонного пальто

&У

Рис.4. Внешняя часть подкладки

Рис.5. Внутренняя часть подкладки

1. Продублировать припуск кармана.

2. Притачать «специальную» ткань к заготовке карана.

В. Перегнуть наизнанку и притачать

припуск кармана.

4. Притачать карман к подкладке.

тзг—1 г* - 2 .

t

V У

Рис.6 Графическое изображение узла: «Карман для тепловой панели на внутренней стороне подкладки».

Заключение

Задачей данной работы являлся поиск и внедрение инновационных решений при проектировании женского демисезонного пальто с применением тепловых панелей в качестве утеплителя.

Было выбрано женское пальто полуприлегающего силуэта, предназначенное для повседневной носки. В соответствии с этим был выбран ассортимент основных материалов и пакет прикладных материалов (подкладочные, прокладочные ткани; швейные нитки; фурнитура), которые в полной мере соответствуют предъявляемым к изделию требованиям: гигиеническим, эксплуатационным, эстетическим и пр.

Выбранная модель не только отвечает существующему направлению моды, но и благодаря своей классичности будет востребована и следующих сезонах. Она совмещает в себе не только уют шерстяной ткани, но и функциональный подогрев определенных зон. При изготовлении выбранного изделия были применены новый подход к производству демисезонного пальто, а также высокопроизводительное оборудование и усовершенствованные методы обработки, которые позволили сократить затраты времени выполнения отдельных операций. Не вызывает сомнения факт, что одежда с подогревом - это очень важное и полезное изобретение, которое не только поможет с комфортом отдохнуть на природе зимой или отстоять необходимое время на посту, но и может даже спасти жизнь. Главное - это правильный выбор.

В своей разработке я показала и доказала, что вещи для города также могут быть с подогревом, при этом вы не будете похожи на сноубордиста в метро [6].

Список литературы

1. Амирова Э.К, Труханова А.Т, и др. Технология швейного производства: учебное пособие для СПО. - М.: Издательский центр «Академия», 2004.-480с.

2. Демина А.П. Потоки швейного производства. - М.: МТИЛП, Легкая индустрия, 1974.

3. Никитина И.Г., Михайлов Ф.В., Качалов П.И. Экономика, организация и планирование швейного производства. - М.: Легкая индустрия, 1978.

4. Першина Л.Ф, Петрова С.В. Технология швейного производства. - М.: Легпромбытиздат, 1991.

5. Труханова А.Т. Основы технологии швейного производства. Учебник для СПО. - 4-е издание., -М.: Высшая школа, Издательский центр «Академия», 2001. -336 с.: ил.

6. Савостицкий А.В, Меликов Е.Х., Куликова И.А. Технология швейных изделий. - М.: Легкая индустрия, 1972