CC BY
10
* -I п /
П. Е. КАЛМЫКОВ
Методика исследования некоторых свойств
ваты, ватина, ватилина и меха1
Для нашей страны с ее достаточно суровым климатом проблема теплой одежды имеет исключительное значение. Если жители большинства западноевропейских государств . даже и зимой довольствуются одеждой типа демисезонной, изготовленной из толстого сукна или драпа, на тканевой подкладке, то для огромного большинства районов СССР подобная одежда является явно недостаточной, и -мы утепляем ее при помощи ваты, ватина, ватилина или различных мехов. При этом основную массу одежды составляет уже не ткань, а эти теплые материалы, которые определяют основные свойства теплой зимней одежды. Поэтому исследование их при помощи точных методов л объективная оценка их с точки зрения соответствия требованиям гигиены, экономичности, стойкости в носке и пр. является делом особо важным. Между тем все внимание гигиенистов и технологов-текстильщиков поглощают различные ткани, а не основной слой теплой одежды.
Для исследования тканей разработано много методов-, изучение же ваты, меха, ватина и пр. находится в пренебрежении. Вследствие этого нам представляется весьма важной задачей разработка методов исследования перечисленных материалов, определяющих основные свойства теплой одежды. Данная работа, так же как и две специальные (определение теплопроводности и «сваливаемости») является первой попыткой найти объективные методы оценки важнейших наиболее распространенных теплых материалов одежды.
Основное назначение одежды — участие в теплорегуляции организма. Следовательно, тепловые свойства одежных материалов являются главными и решающими. Однако теплоизолирующая способность того или иного материала весьма тесно связана) с некоторыми другими свойствами его. Так, например, тепловые материалы (мех, вата, ватин и пр.) в зависимости от исходного вещества и структуры, полученной при их изготовлении, не в» одинаковой мере уменьшают свою толщину при сдавливании в -процессе носки (сжимаемость материалов!). Различная степень сжатия ведет к изменению удельного веса и пористости материала, а следовательно, и теплозащитной способности его. Поэтому все материалы, применяемые для создания теплового слоя одежды, необходимо исследовать не только на теплопроводность, но и в отношении ряда других свойств, »влияющих на теплозащитные функции одежды. Сюда следует отнести сжимаемость материалов при различной нагрузке, определение объемного веса и пористости в свободном (/несжатом) состоянии и при сжатии, упругость (т. е. способность материалов в той или иной степени возвращаться к первоначальной толщине после определенного сжатия) и, наконец, так называемая «сваливае-мость» их, наблюдаемая при носке. Совокупная оценка всех этих свойств даст возможность (вынести правильное и вполне реальное заключение о действительной теплоизолирующей способности той или иной одежды. ,
Вес единицы площади. Вес материала является одним ич основных определений для гигиенической его оценки; он служит для вычисления других гигиенических показателей (объемный вес, пори-
4 1 В настоящей статье излагается методика * определения следующих свойств данных материалов: вес единицы площади, толщина, объемный вес, пористость, сжимаемость и упругость.
-<
rJ
стость), а также для определения веса одежды в целом. Следует от* метить, что вес единицы площади некоторых интересующих нас материалов может быть произвольно изменен. Так, например, если взять обыкновенную вату, то мы можем в» несколько раз увеличить или уменьшить ее толщину. Естественно, что при этом изменится ее вес. Толщину ватилина можно изменять только в процессе его фабрикации, однако от нас зависит, сколько брать слоев ватилина при пошивке одежды.
Вес данных материалов лучше всего определять по методу, общепринятому в отношении тканей. Из разных мест полосы ваты (ватина, ватилина) или меха вырезают квадраты в 100 см2 (10 X 10 см) и взвешивают их на техно-химических весах с точностью до 0,01 г. Пользование аналитическими весами не имеет смысла, так как колебания в весе наших материалов безусловно превышают 0,01 г.
Толщина. Эта величина, отдельно взятая (так же, как и вес), не дает возможности произвести сравнительную оценку материалов». Мы уже упоминали, что толщину некоторых из них мы можем произвольно изменять (вата). Однако измерение данной величины в высокой степени важно, так как она необходима для исчисления объемного веса и определения теплопроводности. Толщина лежит как бы в основе ряда других важнейших исследований.
В нашей работе «Измерение толщины тканей»1 были высказаны соображения в доказательство того, что измерение толщины" материалов одежды должно производиться в условиях^ исключающих их сжатие. Таким образом, для наших целей явно непригодны такие широко распространенные приборы, как прибор Шоппера, ВОТИ (Всесоюзное объединение точной индустрии), Кистанова и др. В приборе автора, описанном в упомянутой статье, исключено сдавливание материалов при исследовании их толщины, но измерение толщины таких материалов, как вата и ватилин, встречает затруднения: ткани в
данном приборе слегка вытягиваются для уничтожения складок, что неприменимо в отношении ваты и ватилина.
Поэтому для определения толщины последних двух материалов (как и меха) мы пользуемся следующей ¡методикой. Из материалов вырезают 5 квадратов пю 100 см2 каждый и раскладывают на шлифованном стекле, где они должны «отдыхать», т. е. восстанавливать свою толщину, часто изменяемую во время предшествующи^ манипуляций. Обычно для *этого достаточно одних суток. После этого штангенциркулем (рис. 1) определяют толщину по периферии куска >не меньше чем в 8 точках (по два измерения на каждую сторожу квадрата). Толщина исчисляется как среднее арифметическое из всех восьми «измерений.
/ Если принять во внимание, что толщина ваты, ватилина и меха колеблется в разных точках одного и того же куска весьма значительно и во всяком случае в пределах 1—2 мм, то станет вполне ясной допустимость применения штангенциркуля, дающего точность до 0,1 мм.
Объемный вес. Объемный вес, т. е. вес 1 см3 материала1, ис-
Рис. 1. Схема измерения толщины ва-1 ты, ватина и других материалов ]
1
«Легкая промышленность», № 4, 1938.
численный на основании измерения толщины и веса1, является величиной в высокой степени важной для гигиенической оценки одежды, так как
*
\
V
_ _ _ • _____о
определяет не только суммарный вес нашей одежды, но в основном и теплозащитные свойства ее. Кроме того, в прямой зависимости от объемного веса находится и пористость материалов.
Если данный показатель имеет первостепенное значение для оценки тканей,, то в применении к вате, ватину, меху и пр. он занимает исключительное место в ряде других свойств. Определив объемный вес, мы получаем возможность предугадать степень теплоты одежды, изготовленной из того или иного -материала. А так как одновременно мы можем судить также об ее легкости и пористости, то по существу мы можем на основании объемного веса высказать обоснованное суждение о данной одежде с точки зрения выполнения ею своего основного назначения.
Как уже упоминалось, объемный вес рассчитывается по* ранее полученным величинам — весу, определенной площади материала и его толщине. Расчет ведется по следующей формуле:
Р • 10
~ 5 • т 9
где с1 — объемный вес, 5—площадь куска в квадратных сантиметрах; т — толщина в миллиметрах.
Например, если вес 100 см2 ватилина равен 5 г, а толщина — 20 мм, то объемный вес будет:
_ 5 •10 _ п -а~ 103 • 20 ~~ °>025-
Чем меньше объемный вес материала, тем большее количество воздуха содержится в его порах, тем больше его пористость, тем меньше теплопроводность, тем выше, следовательно, его теплозащитные свойства. Таким образом, материалы с наименьшим объемным весом заслуживают наиболее высокой оценки.
Пористость. В тесной зависимости от объемного веса находится пористость материалов, которая выражается в объемных процентах и выражает, какую часть объема (в процентах) занимают поры, заполненные воздухом. Важность этого свойства ясна уже из предыдущего изложения, так как воздух очень плохой проводник тепла.
Рубнер предложил исчислять пористость ткани на основании ее объемного веса и удельного веса основного вещества, т. е. веса 1 см8 волокон хлопка, шерсти и др., из которых воздух удален при помощи максимального сжатия или другим способом. Удельный вес волокон шерсти, хлопка и шелка' он считал одинаковым, равным 1,3. В дальнейшем* эти цифры подверглись проверке и изменениям. Так, например, удельный вес хлопка, по сов-ременным данным, близок к 1,5. Само исчисление пористости производится по формуле:
лл а-т л = 100 —-,
V Ш • ' • / 7
где А — пористость; с1 — объемный вес; 7 — удельный вес волокон материала.
л
Пористость интересующих нас материалов очень велика; например, у ватилина она равна 99,15%, у меха (овчины) — 97%.
Сжимаемость. Еще Рубнер в свое время предложил определять так называемую сжимаемость тканей и даже сконструировал для демонстрации этого свойства специальный прибор. Несомненно, что данное свойство в применении к нашим материалам (меху, вате и пр.) также имеет некоторое, правда, ограниченное, значение. Под сжимаемостью следует понимать ту или иную степень сжатия материала (уменьшения его толщины) под воздействием определенной нагрузки.
1 Некоторые иностранные авторы называют объемный в>ес ткаягей «кажущимся
удельным весом» в отличие от истинного, когда имеется в виду материал, лишенный
воздуха.
Таким образом, сжимаемость в первую очередь зависит от структуры материала, степени его пористости. Плотные, мало пористые материалы обладают и малой сжимаемостью. Кроме того, в некоторой (повидимо-му, меньшей) мере эта способность тканей находится в связи с гибкостью волокон основного материала одежды.
Определение сжимаемости производится следующим образом (рис. 2) Из испытуемого материала ¡вырезают квадраты размером 10 X 10 см, »а которые укладывают пластинку (тонкая деревянная рамка, покрытая с нижней стороны ватманской бумагой) с соответствующим грузом. Так как мы имели дело с материалами пористыми и эдягкими, первая нагрузка была небольшой—0,1 г на 1 см2, затем она прогрессивно увеличивалась до 0,5, 1, 5 и 10 г. При каждой нагрузке толщина материала измерялась штангенциркулем. Сжимаемость удобнее всего выражать в
>
^12 V
Рис. 2. Схема определения сжимаемости материалов
одежды
I
процентах уменьшения толщины при соответствующей нагрузке. Например, исходная толщина ватилина равна 20 мм, а при нагрузке в 1 г она уменьшается на 8 мм, т. е. на 40%.
У л руг ость. Упругостью, или эластичностью, в физике называют свойство тела восстанавливать в той или ивой степени свой объем или форму после приложенного к нему усилия. Это определение целиком применимо и к одежным материалам. Если, например, подвергать ткань сдавливанию, то толщина ее, конечно, уменьшится до известного предела, -но после прекращения давления ©новь станет увеличиваться в силу присущей ей упругости и в отдельных случаях достигнет первоначальной величины.
Упругость зависит по преимуществу от свойств исходного вещества (шерсть, хлопок и пр.). Структура материала (направление волокон, характер их изгиба и пр.) имеет в данном случае лишь второстепенное
значение.
Большую упругость необходимо считать положительным свойством любой ткани и материала. Эластичность теплых материалов имеет, несомненно, большое значение, так как одежда в процессе носки весьма часто подвергается различным деформирующим воздействиям. Восстановление первоначальных свойств толщины, объемного веса и пр. очень важно.
Определение упругости мы производили по следующей методике. Квадраты материалов 10 X 10 см при определении сжимаемости мы подвергли, как было указано выше, последовательному сдавливанию при различной нагрузке; наибольшая нагрузка—10 г на 1 см2. При этом весе мы оставляли материал сдавленным на сутки, затем нагрузку снимали и материал «отдыхал» также в течение суток. По истечении этого времени вновь измерялась его толщина.
Имея два замера толщины материала — в исходном состоянии и после снятия нагрузки и «отдыха», мы можем рассчитать его упругость. Числовое значение упругости выражается отношением толщины материала после снятия нагрузки к толщине исходной, умноженным на 100. Расчет производится по формуле:
£•100 К ~ "
А ■
где К — показатель упругости; А — первоначальная толщина материала; В — толщина после снятия нагрузки и «отдыха».
ЛИТЕРАТУРА
1. R u b n е г М., Die Kombinierbarkeit der Kleidungsstoffe im trockenen Zustande und bei Gegenwart von Feuchtigkeit, Arch. f. Hygiene, B. 27, 1876.— 2. Костями н, Способы исследования тканей одежды с точки зрения гигиены. Диссертация, 1909.— 3. Калмыков, Измерение толщины тканей, «Легкая промышленность», № 4, 1938.
/
/ >
В. Н. КОНОНОВ
Изолирующий титрометр и его применение ля полевых определений растворенного
/а
в воде кислорода
Из Института коммунальной гигиены НКЗдрава СССР
В свое -врем» для определения растворенного в воде кислорода Li-nossier предложил способ, основанный на обесцвечивании окрашенной в розовый цвет феносафранином) воды после связывания восстановителем) растворенного в ней кислорода. В качестве такого восстановителя Miller принял железный купорос FeS04, a Bach — двойную серножеле-зистоаммо-ниевую соль FeS04(NH4)2SC>4 • 6Н2О (соль Мора). Последними авторами данный метод применялся для полевых определений растворенного в воде кислорода. При этом они производили титрование в открытых ¡цилиндрах, что не исключает поступления в воду из атмосферы добавочного кислорода, диффузия которого в воду протекает особенно быстро, если последняя содержит мало кислорода. В результате получаются преувеличенные данные о содержании в воде растворенного кислорода.
Для устранения воздействия на испытуемую воду наружного воздуха автором данной статьи сконструирован «изолирующий титрометр», позволяющий определять содержание растворенного в воде кислорода сафранинньш методом!, нейтрализуя влияние кислорода атмосферного воздуха.
Изолирующий титрометр (рис. 1) состоит из стеклянного баллона Ау который заполняется исследуемой водой. Определенное и постоянное количество воды в баллоне фиксируется путем» установления поршнем насоса Б, соединенного резиновым кольцом с баллоном, на постоянной метке. Это положение поршня закрепляется фиксатором Б, представляющим собой гибкую с прорезью пластинку или пружину, охватывающую одним краем насос, а другим — поршень.
32
р
