CC BY
17
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАПИЛЛЯРНОСТИ ОДЕЖНЫХ И БЕЛЬЕВЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ИХ ГИГИЕНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Доцент А. Н. Браславский Из Института физической культуры имени Г1. Ф Лесгафта
Вопросу изучения гигиенических свойств тканей, кожзаменителей и других пористых материалов посвящено относительно большое количество работ. Однако методы исследования, применяемые в настоящее время, не могут обеспечить полной картины гигиенических свойств этих материалов. В первую очередь это следует отнести к определению капиллярных свойств указанных материалов.
Вместе с тем рациональное определение капиллярных свойств могло бы расширить и пополнить гигиеническую оценку тканей, кожзаменителей или других пористых материалов и объяснить механизм ряда явлений, протекающих в них (процесс распространения бактерий в одежде, постельных принадлежностях и пр.). Весьма важным является вопрос изучения капиллярных свойств ряда тканей бытовой одежды и белья (байка, фланель и пр.). Эти ткани служат не только для обычной одежды (пижамы, халаты), но и спортивной одежды (лыжные и тренировочные костюмы). Капиллярные свойства тканей имеют особое значение при использовании их при пошиве производственной одежды для работы в горячих цехах или в условиях жаркого климата, что обычно сопряжено с обильным потовыделением. Ясно, что в таких случаях особенно большое значение имеет максимальная капиллярная проницаемость, а следовательно, возможность интенсивного испарения пота через одежду.
В ряде случаев (в условиях выпадения большого количества осадков), наоборот, требуется ограниченная капиллярная проницаемость для тех или иных одежных тканей.
В отношении капиллярной структуры тканей и капиллярного проникания жидкостей в них до сих пор не установилось единства взглядов. По нашему мнению, пористые тела можно рассматривать как систему смежных капилляров различного сечения. Согласно другой точки зрения, пористость рассматривается как система фракций 1 капилляров, смежных и сообщающихся друг с другом (А. М. Хомутов и 3. Ф. Арши-нова, 1901; А. В. Думанский и М. С. Остриков, 1936).
В том и другом случае остается недоказанным, насколько справедливо приравнивание капилляров пористого тела к одиночным цилиндри ческим капиллярам. Чтобы выяснить, насколько последние могут характеризовать пористое тело, необходимо было в первую очередь показать, что капиллярам любой фигурности сечения2 можно найти эквивалентный по скорости капиллярного подъема цилиндрический капилляр. Прежде всего мы считали необходимым экспериментально установить зави симость высоты подъема жидкостей от времени подъема в капиллярах круглого и фигурного сечения.
Сравнение капиллярного подъема в цилиндрических капиллярах и капиллярах фигурного сечения показало их весьма близкое сходство.
Поскольку определение среднего радиуса капилляров пористого тела в настоящее время является дискуссионным понятием, мы считали более целесообразным сначала определять фракционный состав капилляров, на основании которого потом искать средний радиус.
1 Фракции — группы капилляров, калибры которых колеблются в узких пределах, т. е. приблизительно одинаковы.
■ Капилляры фигурного сечения были получены от проф. Б. В. Перфильева, раз работавшего совершенно новую технологию их изготовления.
Ь5
Существующие методы определения капиллярности ткани, бумаги, кожзаменителей и других пористых материалов являются неудовлетворительными, так как они дают возможность определять одну сторону процесса всасывания.
Так, некоторые авторы определяют только кинетику всасывания и средний гипотетический радиус капилляров (Э. Валько, 1940; М. Н. Ка-зарновицкий, 1937; 3. А. Волкова, 1938), другие — только фракционный состав капилляров (А. В. Думанский и М. С. Остриков, 1936; К. Г. Ор-кин, 1949).
Существуют работы (П. П. Кондрацкий и М. М. Чиликина), в которых определялась капиллярность по условному или относительному методу (цит. по книге П. А. Симигин и др., 1957).
Мы считаем, что поскольку фракционый состав капилляров (статика капиллярности) и капиллярное поднятие (кинетика всасывания) разные стороны одного и того же явления, они должны определяться одновременно.
Прибор, предлагаемый нами для этой цели (см. рисунок), представляет собой стеклянный сосуд, ко дну которого присоединена V-об-разная наклонная трубка, снабженная прозрачной шкалой. Когда из сосуда происходит всасывание жидкости тканью, движение мениска в трубке фиксируется по прозрачной шкале. Для большей точности трубка со шаклой проектируется на экран.
Ткань в виде узкой полоски закрепляется в универсальном штативе и опускается в сосуд так, чтобы она не соприкасалась с жидкостью. В прибор могут заливаться различные жидкости — водопроводная или дистиллированная вода, искусственный пот1, спирт и пр.
Для установления цены (величины) деления шкалы из сосуда пипеткой отсасывается определенное количество жидкости. При этом отмечается степень перемещения мениска на прозрачной шкале. Частное при делении количества отсосанной жидкости на количество делений шкалы, отмеренное при перемещении мениска, является ценой деления шкалы.
В результате осторожного опускания ткань касается жидкости, после чего через определенные промежутки (сначала короткие, а затем более продолжительные) фиксируется передвижение мениска в наклонной трубке и одновременно производится наблюдение перемещения фронта жидкости в ткани по миллиметровой шкале, укрепленной в вертикальном положении ha стенке сосуда.
После окончания процесса всасывания исследуемую ткань осторожно (без потерь влаги) извлекают и разрезают на короткие отрезки для определения в них содержания жидкости, что производят общеизвестным способом.
Таким образом, предлагаемый прибор позволяет определить экспериментальным путем движение фронта жидкости h=f'(t) и всасывание жидкости Q=/"(0-
1 Искусственный пог содержал 99% воды, 0,58°/о хлористого натрия, 0,2% молочной кислоты, 0,02% масляной кислоты и 0,2% мочевины.
Схема прибора.
I — У-образная трубка; 2 — полоски ткани (т. е. пористое тело): 3 — резиновый колпак; 4 — прозрачная шкала; 5 — сосуд; 6 — экран.
Эти две зависимости и характеризуют кинетику процесса всасывания. Кроме того, определяется и заполняемость капилляров жидкостью на различных уровнях подъема №%) = /'" (Л).
На основании полученных данных №%=/"'(Л), пользуясь методом расчета А. В. Думанского, производят определение фракционного состава капилляров данного пористого тела.
Если представить себе, что полоска ткани концом опущена в жидкость, то каждая фракция капилляров (для которой характерно среднее значение радиуса г) дает вполне определенное значение высоты подъема Л, выше которого будут другие фракции, но не эта. А. В. Думанский для площади сечения капилляров любой фракции предлагает следующее выражение:
„ Яп-1 -Рп
ЛП =-77-- '
о-ДЛ
где 5П ■—площадь сечения капилляров любой фракции;
Рп и Рп-1 —соответствующие заполнения капилляров на уровне Ип
и Л п-1; я — удельный вес жидкости; /\Н — отрезок высоты общего
подъема.
Зная величину фракций капилляров, легко подсчитать процентное содержание каждой фракции, а следовательно, составить кривую распределения 5°/о=Г'"(г).
Таким образом, последние две зависимости дают представление о том, какова капиллярная структура данного образца ткани, что в значительной мере объяснит кинетику проникания, т. е. характер первых двух зависимостей.
Применение описанного прибора для определения капиллярного поднятия некоторых тканей (тик, байка, бязь и др.) позволило установить, что некоторые ткани одного артикула (байка) могут различаться в капиллярных свойствах. Это вызывает необходимость уточнения технических условий на ткани с тем, чтобы ткани, вырабатываемые различными фабриками, были идентичны. Стиранные бельевые ткани оказались несколько более капиллярно-проницаемыми, чем ткани нестиранные (и загрязненные). Важным фактором, влияющим на капиллярность тканей, является их пропитка: крахмаление или аппрегировка. Аппрети-ровка может осуществляться на производстве не только крахмальными растворами, но и путем пропитывания различными химическими веществами. Вследствие этого возможна гидрофобизация ткани, при которой смачиваемость водой или потом, а также и капиллярная проницаемость будет минимальной.
Если ткань аппретирована крахмальным раствором, то при проникновении в нее воды или пота наряду с капиллярным прониканием будет происходить и набухание волокна, а также набухание и частичное растворение крахмала, что снижает общую капиллярную проницаемость ткани.
В связи с этим, с гигиенической точки зрения, следует считать до> пустимым только слабое крахмаление, которое обычно применяют в домашних условиях. Сильное крахмаление (20—30%> крахмальными растворами) делает ткань жесткой и капиллярно менее проницаемой.
Большой разницы в отношении скорости впитывания тканями дистиллированной и водопроводной воды и пота нами получено не было.
Сопоставление воздухопроницаемости тканей с экспериментально определяемым капиллярным прониканием показало, что полного соответствия между этими показателями во всех случаях быть не может. Например, при сравнении однотипных тканей из хлопка, вискозного волокна и капрона оказывается, что воздухопроницаемость этих тканей одинакова, а капиллярная проницаемость капрона минимальна, что связано с низкой смачиваемостью капронового волокна, т. е. воздухопро-
ницаемость тканей не может служить очень чувствительным показателем изменения ее капиллярно-пористой структуры.
Таким образом, предлагаемая нами методика определения капиллярности тканей, кожзаменителей и других пористых материалов позволяет дать более полную характеристику их гигиенических свойств.
ЛИТЕРАТУРА
Хомутов А. М., Аршинова 3. Ф. В кн.: Научно-исслед. труды Центрального научно-исслед. ин-та заменителей кожи. М., 1951, Л» 3, стр. 3. — Валько Э. Коллоидно-химические основы текстильной технологии, 1940, ч. 1, 2. — К а з а р н о-вицкий Н. Труды Научно-исслед. ин-та объединенного государственного издательства (ОГИЗ). М., 1937, в. 5, стр. 63. — Думанский А. В., Ос три ко в М. С. Коллоидн. журн., 1936, т. 2, в. 9—10, стр. 727. —- О р к и н К. Г. Труды Грозненск. нефтяного ин-та, 1949, сб. 8, стр. 63. — С и м и г и н П. А., Зусман М. Н., Р а й х-лин Ф. И. Защитные пропитки текстильных материалов. М., 1957, стр. 113. — Браславский А. Н. Журн. текст, пром., 1958, № 5, стр. 53. — Копье в А. А. Несмываемый аппрет. М.—Л., 1947.
Поступила 7/П 1959 г.
N
ЭФФЕКТИВНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ СПОСОБНОСТИ ОДЕЖДЫ»
П. Н. Курпита
Из Военно-медицинской ордена Ленина академии имени С. М. Кирова
В последнее время для оценки теплозащитной способности одежды получили широкое применение такие показатели, как коэффициент теплопередачи одежды и коэффициент термического сопротивления одежды.
Коэффициент термического сопротивления одежды рассчитывают по формуле:
тК _ -гол
^р-ср_1 (1)
я
где Я — коэффициент термического сопротивления одежды в ккал/м2- час- град Т*р—средняя взвешенная температура кожи человека; Т°р—средняя температура наружной поверхности одежды; (3 — тепловой поток, проходящий через одежду, в ккал/м2-час.
Как видно из формулы (I), коэффициент термического сопротивления одежды (/?) учитывает разность между средней взвешенной температурой поверхности кожи человека и средней температурой наружной поверхности одежды и теплоотдачу человека через одежду в окружающую среду излучением, конвекцией и проведением, что объединяется понятием тепловой поток (С?).
Г. М. Кондратьев (1957) для оценки теплозащитной способности одежды предложил использовать безразмерный показатель ее теплоизоляционной способности (Л). Последняя величина (I) представляет собой отношение коэффициента термического сопротивления исследуемой одежды (/?) к коэффициенту термического сопротивления легкой (обыч-
ной комнатной) одежды (Я\): £—(И). За эталон для сравнения
1 Статья печатается в дискуссионном порядке. — Ред.
