При подборе тканей, трикотажа или нетканых материалов для тех или иных видов одежды и в процессах их влажно-тепловой обработки имеют особое значение теплозащитные свойства (теплоемкость, температуропроводность и теплостойкость), которые характеризуют отношение этих материалов к действию на них тепловой энергии.
Через материалы для одежды тепло передается главным образом теплопроводностью. Теплопроводностью называется способность любого вещества проводить тепло:
Степень теплопроводности материала численно характеризуется коэффициентом теплопроводности %:
Коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, которое проходит за 1 ч через 1 м 2 однородного слоя толщиной в 1 м при разности температур на ее поверхностях в 1°С.
О теплозащитных свойствах материалов при их фактической толщине судят по коэффициенту теплопередачи К, определяемого по формуле :
Материалы для одежды не являются однородными слоями, а представляют собой систему из большого количества волокон, отделенных друг от друга порами различной формы и размеров, заполненных воздухом.
Рис. 11-63. Зависимость теплопроводности от числа слоев в одежде
Передача тепла в таких материалах слагается из передачи тепла теплопроводностью через порообразующий волокнистый слой, теплопроводностью и конвекцией через поры и излучением между стенками пор. Количество тепловой энергии, передающейся любым из этих способов, приблизительно пропорционально разности температур (t1—t2) двух прилегающих изотермических поверхностей.Для материалов одежды, величина коэффициента теплопроводности К изменяется приблизительно в пределах 0,033—0,070 ккал/м ч град, а для воздуха составляет 0,020 ккал/м — ч-град. Величина коэффициента теплопроводности для одного и того же материала не является постоянной, а. может изменяться в зависимости от объемного веса материала, влажности, температуры, воздухопроницаемости и направления теплового потока.
Из графика видно, что с увеличением количества слоев одежды теплопроводность снижается и повышаются ее теплозащитные свойства.
Чем больше тепловое сопротивление материала, тем выше его теплоизоляционные свойства. Тепловое сопротивление сложного слоя равно сумме сопротивлений каждого из составляющих слоев, т. е.
Ткани, трикотаж и нетканые материалы представляют собой дисперсную систему, в которой волокна относительно равномерно распределены в дисперсной среде (воздухе). Основной особенностью структуры этих материалов является высокая пористость и сравнительно малая величина контактных площадей между отдельными волокнами в материале. Поэтому теплопередача в материалах одежды осуществляется в значительной степени через слой сравнительно неподвижного воздуха, заключенного в материале.
Таблица 11-15. Коэффициент теплопроводности различных материалов при различном объемном весе.
Коэффициент теплопроводности в ккал/м-ч-град
Тепловое сопротивление текстильных материалов представляет собой некоторую среднюю величину от теплового сопротивления волокна и воздуха, находящегося в порах. В табл. 11-15 представлены данные о коэффициенте теплопроводности различных материалов при разном объемном весе
Как видно из таблицы, различные материалы при резко отличающемся объемном весе имеют близкий по значению коэффициент теплопроводности. Однако объемный вес материалов для одежды не оказывает существенного влияния на их тепловое сопротивление только в определенном интервале значений. При дальнейшем увеличении объемного веса и уменьшении пористости тепловое сопротивление уменьшается, а теплопроводность увеличивается. Так, при увеличении объемного веса ткани (бобрика) в 2,5 раза ее тепловое сопротивление снизилось более чем на 45%.
Рис. 11-64. Зависимость теплового сопротивления тканей от их толщины (в условиях спокойного воздуха)
Рис. 11-65. Влияние избыточной влажности пакета одежды на его тепловое сопротивление
Исходя из этого, сделаны выводы: 1) ткани с меньшим объемным весом являются более теплозащитными; 2) структура ткани при заданной толщине в условиях неподвижного воздуха непосредственно не влияет на тепловое сопротивление. Зато структура ткани оказывает существенное влияние на ее толщину и воздухопроницаемость, которые тоже непосредственно влияют на тепловое сопротивление материалов для одежды. Толщина ткани является одним из главных факторов, влияющих на тепловое сопротивление одежды независимо от ее волокнистого состава и плотности (рис. 11-64). С увеличением толщины материалов одежды пропорционально возрастает и их тепловое сопротивление. С повышением влажности материалов для одежды резко падает их тепловое сопротивление. На рис. 11-65 представлена зависимость теплового сопротивления материалов одежды от их влажности.
Резкое падение теплового сопротивления материалов одежды от их влажности объясняется тем, что коэффициент теплопроводности воды, проникающей в поры материала, равен 0,5 ккал/м-ч-град (в 20 раз больше, чем воздуха в порах среднего размера). Кроме того, наличие воды в порах материала увеличивает размеры контактных площадок между волокнами материала, что также оказывает влияние на снижение теплового сопротивления.
Читайте также: Ткань для футболок название ткани
Рядом исследователей установлено, что увеличение коэффициента теплопроводности прямо пропорционально увеличению влажности. Степень влияния влажности текстильных материаллов на их теплопроводность неодинакова для различных тканей и зависит от рода волокон и объемного веса тканей. Так, теплопроводность тканей хлопчатобумажных более резко увеличивается с увеличением влажности, чем шерстяных тканей. Зависимость коэффициента теплопроводности тканей от их влажности может быть выражена следующей формулой:
где λвл — коэффициент теплопроводности влажной ткани; λСух — коэффициент абсолютно сухой ткани; W — объемная влажность ткани в %;
а —постоянный коэффициент, равный, приблизительно, для шерстяных тканей 0,0024 и для хлопчатобумажных — 0,0039. Зависимость теплового сопротивления от вида и объемного веса волокнистого материала приведена в табл. 11-16.
Таблица 11-16. Зависимость теплового сопротивления от вида и объемного веса материала
Суммарное тепловое сопротивление в м 2 Ч-град1ккал при объемном весе в г/см 3
Свойства тканей — 7
Важнейшие свойства тканей — теплозащитные. Одежда должна предохранять нас как от переохлаждения, так и от перегрева. Теплопередача через ткань — сложный процесс, так как осуществляется разными путями: теплопроводностью, излучением, проведением паров влаги, конвенкцией и проч. В формировании теплозащитных свойств тканей большую роль играет малоподвижный воздух, который является самым плохим проводником тепла. Количество малоподвижного воздуха в толще ткани зависит от числа, строения и размера пор. При использовании тони, извитых и упругих волокон в толще материала образуется наибольшее количество малых пор, заполненных воздухом.
Известно, что льняные ткани характеризуются хорошей теплопроводностью, а шерстяные — малой. Шерсть подвергают валке и ворсованию, в результате в её толще образуется большое количество упругих и мелких пор, размеры которых долго сохраняются даже при многократном сжатии. Летние платьевые ткани должны иметь хорошие теплопроводные свойства, чтобы обеспечить отвод тепла от тела и не допустить его перегревания. От зимних тканей они отличаются большим количеством сквозных пор, более плотной пряжей. Важно, что в условиях сильных воздушных потоков (ветер, например) теплозащитные свойства одежды в значительной степени определяются показателями воздухопроницаемости ткани. При наличии сквозных пор увеличивается не только воздухопроницаемость изделий, но и теплопередача конвенкцией воздуха, особенно при его движении. При намокании или увлажнении ткани теплозащитные свойства одежды резко снижаются.
Поговорим ещё об электрических свойствах тканей. Это, во-первых, электризуемость, или способность материалов к генерации и накоплению в определённых условиях зарядов статического электричества. Конечно, большинство текстильных волокон являются гигроскопическими материалами, поэтому их электрические свойства могут сильно меняться в зависимости от влажности. В процессе пререработки текстильные волокна трутся о детали машины и между собой и способны значительно электризоваться, что нарушает нормальные условия производства: волокна пушатся, рвутся, запутываются. Особенно сильно электризуются ацетатные, триацетатные и синтетические волокна и нити. Ткани и готовая одежда из этих волокон при эксплуатации также способны накапливать электростатистические заряды. Эта способность синтетики обусловлена её малой гигроскопичность. Вообще, синтетические материалы имеют очень высокие электроизоляционные свойства. Поверхностное электрическое сопротивление их примерно 10 в пятнадцатой степени см, что характеризует их малую проводимость. Поэтому заряды легко накапливаются и могут находиться на поверхности материала продолжительное время. Внимательно выбирайте одежду из синтетических тканей, потому что создание изоляционного слоя между организмом человека и землёй способствует аккумулированию статического электричества в организме, что не безразлично для человека с биологической точки зрения.
Электризуемость материалов, применяемых в пошиве одежды и обуви, следует рассматривать в неразрывной связи с санитарно-гигиеническими требованиями, так как действие статического электричества определённой полярности связано с нарушением обмена веществ, изменением кровяного давления, повышением раздражительности и утомляемости!
Электризуемость может различаться по величине и полярности заряда. На «синтетике» заряды удерживаются долго, что способствует быстрой загрязняемости изделий, ухудшению пододёжного климата, нарушению теплообмена. Ткани с разным содержанием синтетики могут быть в разной степени силы электризующимися, могут приобретать как положительную, так и отрицательную полярность (однако чаще — отрицательную, что неблагоприятно для человека). Природные волокна при трении накапливают положительные заряды, что благоприятно сказывается на гигиенических свойствах одежды. Добросовестный производитель текстиля варьирует состав и количество компонентов смеси волокнистых материалов с целью получения тканей с заданной полярностью (смеси хлопка с капроном, ацетатом, вискозой и шерстью). Также электризуемость может быть уменьшена путём повышения влажности тканей — использовании гидрофильных волокон, объёмных нитей, а также нанесения на ткани антистатической пропитки. Теперь вам понятно, почему качественная ткань не может быть дешёвой?!
Читайте также: Проводящая ткань рисунок карандашом
7. Свойства тканей
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ
Основными показателями физических свойств тканей являются их гигроскопичность, намокаемость, водоупорность, воздухопроницаемость, паропроницаемость, теплозащитные свойства, пылеемкость и пылепроницаемость.
Эти свойства определяют гигиеничность тканей и одежды из нее.
К тканям различного назначения предъявляются различные требования в отношении их гигиенических свойств. Ткани для верхней одежды, особенно зимней, должны обладать в первую очередь теплозащитными свойствами, кроме того, водостойкостью и ограниченной воздухопроницаемостью. Для бельевых тканей важны гигроскопичность, воздухопроницаемость и намокаемость, для костюмных — теплозащитные свойства, воздухопроницаемость, водоупорность, незагрязняемость.
Гигроскопичность. Гигроскопичность — это свойство ткани изменять свою влажность в зависимости от влажности и температуры окружающей среды. Это свойство важно прежде всего для бельевых тканей, которые должны легко впитывать влагу, выделяемую кожей человека, и испарять ее в окружающую среду, тем самым поддерживая тело в гигиеничном состоянии.
Гигроскопичность тканей характеризуется нормальной влажностью волокон, из которых она состоит, т. е. влажностью волокон при нормальных условиях.
Наилучшей гигроскопичностью обладают льняные и хлопчатобумажные ткани, а также ткани из натурального шелка и гидратцеллюлозного волокна. Такие ткани используются для изготовления белья и легкой одежды. Шерстяные ткани, хотя и обладают значительной гигроскопичностью, но влагу впитывают и испаряют медленно. С этой точки зрения шерстяные ткани целесообразно использовать для верхней одежды.
Скорость поглощения и отдачи влаги зависит не только от гигроскопичности волокон, но и от структуры ткани. Чем плотнее и толще ткани, тем медленнее они впитывают и отдают влагу и тем лучше обеспечивают постоянство влажности и температуры воздушной прослойки между одеждой и телом человека.
Низкой гигроскопичностью обладают ткани из синтетических волокон, поэтому их не рекомендуется использовать для изготовления белья, Гигроскопичность ткани при фактической влажности воздуха вычисляют отношением количества влаги, содержащейся в образце ткани, к массе высушенного образца по формуле, аналогичной формуле для определения влажности волокон.
Намокаемость. Намокаемость — способность тканей впитывать капельно-жидкую влагу. Это свойство очень ценно для таких изделий, как полотенца, простыни, а также белье, сорочки и платья.
Характеристикой намокаемости тканей является их водопоглощаемость и капиллярность.
Водопоглощаемость тканей характеризуется количеством поглощенной воды в процентах к массе ткани при непосредственном соприкосновении ее с водой.
Капиллярность тканей характеризуется высотой, на которую поднимается смачивающая жидкость по капиллярам. Капиллярность определяют с помощью полоски ткани размером 300Х50 мм, опущенной одним концом в сосуд с жидкостью (водный раствор эозина концентрацией 2 г/л). При этом измеряют высоту подъема жидкости, зависящую от скорости поглощения влаги волокнами, структуры пряжи (нитей) и продолжительности погружения в жидкость. Например, капиллярность ткани из мэрона выше, чем из комплексных капроновых нитей, а капиллярность последней выше, чем ткани из элементарных капроновых нитей; капиллярность ткани из хлопка с вискозным волокном выше, чем капиллярность ткани из хлопка с лавсаном и т. д. Высокая капиллярность свидетельствует о хорошей способности данной ткани впитывать влагу пододежного слоя.
Таким образом, необходимая одежде гигиеничность обеспечивается рядом свойств тканей, причем недостаток одних в отдельных случаях может быть компенсирован наличием других. Например, невысокая гигроскопичность тканей из синтетических волокон может быть компенсирована высокой водопоглощаемостью и капиллярностью, если синтетическая нить пушистая, извитая, а ткань имеет рыхлую структуру.
Водоупорность. Водоупорность — свойство ткани сопротивляться прониканию через нее воды. Большое значение это свойство имеет для специальных тканей (брезентов, парусин, палаточных), плащевых тканей, а также для пальтовых и костюмных шерстяных тканей.
Водоупорность ткани зависит от ее структуры и характера отделки. У тканей плотных, а также у сильно уваленных и обработанных водоупорными пропитками водоупорность выше.
Наиболее простым способом определения водоупорности ткани является испытание «кошелем». Водоупорность характеризуется временем, по истечении которого третья капля воды, налитой в «кошель» из испытуемой ткани, просачивается через нее.
Водоупорность тканей может быть определена также с помощью пенетрометра или дождевального аппарата.
Величиной, обратной водоупорности, является водопроницаемость, которая характеризуется количеством воды, дм³, проходящей за 1 с через 1 м² ткани при определенном давлении.
Читайте также: Лимфатическая система дренаж тканей
Воздухопроницаемость. Воздухопроницаемость — это свойство ткани пропускать воздух и обеспечивать вентилируемость одежды.
К тканям различного назначения предъявляются различные требования воздухопроницаемости. Сорочечно-платьевые и бельевые ткани должны обладать наибольшей воздухопроницаемостью. Ткани для верхней и зимней одежды должны обладать ограниченной воздухопроницаемостью, должны быть ветростойкими и не допускать переохлаждения тела человека в результате проникания чрезмерного количества холодного воздуха в пододежное пространство.
Воздухопроницаемость тканей зависит от наличия пор, которых у тканей тонких, малоплотных и неаппретированных больше, а у толстых, плотных, аппретированных — меньше. Проникание воздуха через ткань зависит от скорости движения человека или скорости ветра.
Воздухопроницаемость тканей определяют на приборах УПВ-2 и ВПТМ-2. В этих приборах с помощью насоса создается разрежение воздуха с одной стороны ткани. Зная площадь образца S, м², через которую проходит воздух, и количество воздуха V, м³, прошедшего за определенный промежуток времени Т, с, при постоянном перепаде давления, рассчитывают коэффициент воздухопроницаемости ткани В, дм³/(м² x с), но формуле В = V/SТ.
Паропроницаемость. Паропроницаемость тканей — это их способность пропускать водяные пары и тем самым обеспечивать нормальные условия жизнедеятельности организма человека в одежде.
Пары воды проникают через ткань так же, как и воздух, через поры. Паропроницаемость тканей оценивают коэффициентом паропроницаемости. Чем толще и плотнее ткань, чем больше малогигроскопичных волокон в ткани, тем меньше ее паропроницаемость. Лучшей паропроницаемостью обладают хлопчатобумажные и вискозные легкие тонкие ткани, худшей — пальтовые и плащевые ткани, особенно с пленочным покрытием.
Теплозащитные свойства. Теплозащитные свойства тканей — это их способность сохранять тепло, выделяемое телом человека. Теплозащитные свойства зависят от вида и качества волокнистого материала и структуры ткани.
Волокна характеризуются тем или иным коэффициентом теплопроводности: целлюлозные волокна — наибольшим коэффициентом теплопроводности, особенно льняное волокно, которое всегда рассматривалось как «холодное»; белковые волокна — более низким коэффициентом теплопроводности; шерсть всегда считалась «теплым» волокном. По уменьшению теплопроводности волокна можно расположить в следующий ряд: капроновые, искусственные, лен, хлопок, натуральный шелк, шерсть, нитрон. Кроме теплопроводности волокон, имеет значение их толщина, длина, извитость, упругость. Использование тонких, коротких, извитых и упругих волокон позволяет получать в толще ткани большое количество закрытых пор, заполненных воздухом, который, являясь плохим проводником тепла, сообщает ткани теплозащитные свойства. Лучшими теплозащитными свойствами будут обладать ткани невысокой объемной плотности (0,2 — 0,35 г/см³).
Большое значение для характеристики теплозащитных свойств имеют толщина и плотность ткани. Чем выше эти показатели, тем выше теплозащитные свойства ткани.
Теплозащитные свойства одежды зависят не только от теплозащитных свойств ткани, но и от конструкции, покроя и модели одежды. Одежда из ткани с начесом будет теплозащитной, если начес будет расположен внутрь; две тонкие ткани обладают большей теплозащитностью, чем одна толстая и т. д.
Теплозащитные свойства тканей могут быть определены двумя методами: методом стационарного режима, при котором теплопроводность ткани определяется расчетом коэффициента теплопроводности по расходу электроэнергии, необходимой для сохранения постоянной разности температур с обеих сторон ткани, и методом нестационарного (регулярного) режима, при котором с помощью прибора ПТС-225 определяется скорость охлаждения нагретого тела, изолированного от окружающей среды испытуемым материалом.
Пылеемкость и пылепроницаемость. Пылеемкость ткани — ее способность удерживать пыль и другие загрязнения.
Пылеемкость ткани зависит от структуры ткани, вида волокон и характера отделки ткани. Ткани плотные, с гладкой поверхностью загрязняются меньше, чем рыхлые, шероховатые. Больше всего загрязняются шерстяные ткани, потому что волокна шерсти имеют чешуйчатый слой, способствующий скоплению частиц пыли. Хлопчатобумажные ткани также легко загрязняются вследствие извитости волокон хлопка. Шелковые и льняные ткани загрязняются меньше; это объясняется тем, что волокна шелка и льна имеют гладкую поверхность, слабо удерживающую загрязнения. Мало загрязняются также аппретированные ткани.
Загрязненность ткани определяют различными способами. Наиболее простым способом является испытание ткани на пылеемкость по воздействию загрязняющей смесью. По привесу, а также по внешнему виду образца определяют степень его загрязненности (пылеемкости).
Пылепроницаемость ткани — способность ее пропускать пыль в пододежный слой. Чем толще и плотнее ткань, тем меньше ее пылепроницаемость; это особенно важно при изготовлении спецодежды для рабочих пыльных производств (шахт, цементных заводов, мукомольных производств).
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом