Влажность как свойство ткани

Влажность тканей — это количество влаги, остающейся в сухой ткани при данной температуре и относительной влажности воздуха *. В текстильной литературе эта влажность называется равновесной. В условиях обычной относительной влажности изменение содержания влаги в ткани вызывает изменение веса ткани, но незаметно на ощупь.

Различные волокна при одних и тех же температуре и относительной влажности воздуха содержат разное количество влаги. Например, шерсть, хлопок, шелк поглощают много влаги, найлон, ацетатный шелк, дакрон **, наоборот, — очень мало.

Изменения температуры воздуха не оказывают заметного влияния на влажность волокон, если относительная влажность воздуха остается постоянной. Например, при температуре 15,5°С и относительной влажности, равной 60%, 0,45 кг шерсти содержат в среднем 60,7 г влаги. При температуре 32,2°С и относительной влажности 60% то же самое количество шерсти будет содержать 56,8 г влаги. Изменение температуры на 16,6°С вызывает изменение в содержании влаги только на 3,9 г (на 0,45 кг шерсти).

Влажность волокон определяется в первую очередь относительной влажностью воздуха. Изменение относительной влажности воздуха оказывает значительное влияние на влажность волокон. Например, при температуре 23,9°С и относительной влажности, равной 50%, 0,45 кг шерсти содержат в среднем 51,1 г влаги. При увеличении относительной влажности до 90% влажность шерсти при той же температуре воздуха составляет 85,2 г на 0,45 кг волокна. Изменение относительной влажности вызвало увеличение влажности волокна на 34 г.

* Влажность волокон — это количество влаги, выраженное в % по отношению к весу абсолютно сухого волокна. (Прим. перев.].

** Дакрон — полиэфирное волокно типа лавсана, получаемое в США.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

НОРМИРОВАНИЕ ВЛАЖНОСТИ В МАТЕРИАЛАХ ДЛЯ ОДЕЖДЫ

Жидкая вода, выделяемая организмом, известна как «разумный пот». Чтобы быть удаленным с поверхности тела, он должен проникнуть через структуру ткани и затем испариться снаружи. При выпаривании образуется тепло, которое и помогает контролировать температуру тела. Водяной пар или нечувствительный пот могут проходить через отверстия между волокнами и нитями в воздухопроницаемой ткани. Когда водяной пар вырабатывается телом, тепло удаляется, что и дает прямой охлаждающий эффект [2].

Для человека, занятого обычной деятельностью затраченная энергия составляет 50 ккал/мин*кг. Выделяемое метаболическое тепло легко рассеивается через одежду как пот. В покое тело дает около 60 мл. водяного пара в 1 час при постоянных условиях окружающей среды [2].

Умеренное напряжение (ходьба) увеличивает количество водяного пара составляет до 450 мл. в час [3]. Во время потения влажность человеческого тела в той или иной мере поглощается текстильной одеждой. Если влажность остается в ткани и не переносится на поверхность для испарения, охлаждения не происходит. Тело нагревается и производит еще больше пота.

Во время активной физической нагрузки тело потеет и в повседневной одежде с содержанием хлопка образует «капкан из влаги». Это создает барьер для эффективной передачи избыточного тепла и приводит к повышению температуры тела и кожи выше 37 ° C, что увеличивает потоотделение [3].

Текстиль, используемый в современном производстве, действует как барьер между внешней средой и человеческим телом. Степень влажности различных текстильных волокон отличает их физические и химические свойства. Чрезмерная влажность ткани может добавить вес одежде, раздражать кожу, что увеличивает шансы кожных заболеваний. Повышенная влажность кожи при низких температурах понижает температуру тела. Таким образом, управление влажностью ткани очень полезно не только во время занятий спортом, но и в обычных условиях, чтобы кожа оставалась сухой, а значит, человек чувствовал себя комфортно [4].

Капиллярная сила увеличивается по мере того, как промежутки между отдельными волокнами становятся меньше. Это означает, что чем тоньше волокна, тем меньше пробелы между ними, и тем лучше происходит испарение влаги с поверхности ткани.

Для меньшего испарения влаги возможно поглощение, которое не зависит от типа волокна и поверхности используемого текстиля. Чем больше поверхность, тем мельче волокна и больше их на поверхности, а значит, быстрее испаряется влага [5]. В то время как хлопок может поглощать определенный объем воды без ощущения человеком влажности, полиэстер даёт ощущение влажности и липкости даже при небольшом количестве влаги, хранящейся в нем. Кроме того, толстый текстиль поглощает больше влаги по сравнению с более тонкими тканями, и их поверхность существенно не расширяется.

Целлюлозные ткани поглощают воду в структуре волокна и становятся тяжелыми. Эта приводит к растяжению ткани, они прилипают к коже, и, когда активность прекращается, кожа может чувствовать холодность ткани. Более высокие уровни влажности, поглощаемой тканью, означают более длительное время высыхания. Однако целлюлозные ткани обычно воспринимаются как более удобные, чем синтетические ткани при ношении в повседневной жизни. Они предпочтительнее для широкого спектра тканей одежды, где важны визуальная эстетика и комфорт.

Читайте также: Мебельная ткань goya арбен

Чтобы достичь этих положительных свойств целлюлозных волокон и устранить негативные аспекты производительности, необходим новый подход. Успешная целлюлозносодержащая ткань должна обладать значительно меньшей поглощающей способностью, чем 100% целлюлоза, но также должна обеспечивать визуальную эстетику и прикосновение к известным целлюлозным волокнам. Ткань обладает отличной способностью обрабатывать влагу и проста в уходе. Управление влажностью может включать использование технологии микрофибры или применение различных смягчающих покрытий, таких как силиконы на молекулярном уровне, чтобы повысить как гидрофобные, так и гидрофильные свойства ткани. Гидрофильные ткани или водонепроницаемые, воздухопроницаемые ткани являются некоторыми достижениями в области управления влажностью в текстильных изделиях. Водостойкие и влагопроницаемые материалы можно разделить на три основные категории: ткани с высокой плотностью, материалы с полимерным покрытием и пленочные слоистые материалы, отобранные производителями в соответствии с требованиями готовой одежды для случайных, спортивных, лыжных занятий на открытом воздуха [6].

Влагопроницаемая ткань должна иметь следующие свойства:

Регулирование температуры и влажности

Хорошая проницаемость для воздуха и водяного пара

Быстрая влагопоглощение и пропускная способность

Быстрая сушка для предотвращения попадания холода

Низкое водопоглощение слоя одежды, расположенного непосредственно на коже

Виды связи влаги с тканью и процессы ее удалей’, из ткани

По характеру связи влаги с тканыо различают физико-механиче­скую (макро — и микрокапиллярную), физико-химическую (абсорбционно и осмотически связанную) и химическую связи.

Макрокапиллярная влага находится в мелких капиллярах, запол­няемых при смачивании, а также при поглощении (адсорбции) из влажного воздуха. Адсорбционная влага прочно удерживается на по­верхности и в порах материала. Значительная часть этой влаги может быть удалена механическим путем. Осмотически связанная влага (влага набухания) находится внутри клеток и после химической является наиболее прочно связанной с материалом. Химическая влага яходит в состав молекул вещества и не удаляется, так как это приводит к разрушению материала.

В процессе сушки из ткани испаряется поверхностная влага, в ре­зультате чего в материале начинается движение влаги от центра к периферии элементарных частиц. Поскольку перемещение влаги из глубины ткани к ее поверхности в основном определяется разностью концентрации влаги, а разность концентрации увеличивается с пониже­нием влажности на поверхности материала, то внешние факторы (тем­пература, относительная влажность и барометрическое давление воз­духа) при конвекционной сушке одновременно влияют на внутреннюю диффузию влаги в процессе сушки. Наибольшее влияние в этом случае оказывает температура воздуха. Значения влажности некоторых видов ткани при нормальных условиях приведены в табл. 3.9.

3.9. Влажность различных тканей при температуре 20 °С и относительной влаж­ности воздуха 60—65 %

Процесс увлажнения и сушки ведет к изменению качества ткани: прежде всего изменяется структура волокон. Проникновение молекул воды в волокна ткани вызывает их набухание. При этом резко прояв­ляется анизотропия волокон. Поскольку структурные элементы распо­лагаются в основном вдоль продольной оси волокон, набухание в по­перечном направлении оказывается большим. Иногда наблюдается сокращение волокон, когда увеличивающиеся при набухании волокна,

Сокращаясь при сушке, не принимают первоначальные размеры. Для

Сохранения свойств ткани в процессе ее сушки для каждого вида

Необходимо определять оптимальный технологический режим обра­

Ботки. Технология сушки является решающим фактором сохранения свойств ткани и ее качества.

Теория процесса сушки базируется на тепло — и массообмене при фазовых превращениях и на физических явлениях связи влаги с тканевыми материалами.

Сложность заключается в том, что

Нельзя определить резкую границу меж­ду видами связи влаги с волокном ткани. Одна форма связи постепенно уменьша­ется, а другая начинает преобладать. Графически процесс сушки изображен

Рис. 3.30. Изменение темпера — на рис. 3.30. В зоне / происходит нагрев

Туры и влажности ткани в про* материала (кривая- 1) и медленное

Уменьшение влагосодержания (кри­вая 2). В зоне // начинается поверхност­ное испарение влаги, температура ткани практически постоянная, а влаго — содержание будет уменьшаться по линейному закону (скорость сушки постоянная). В зоне III (осмотическое испарение) температура поверх­ности материала увеличивается, а скорость сушки уменьшается. Темпе­ратура в центре волокна ткани повышается, но температурная кривая в этой точке несколько отстает от температурной кривой на поверх­ности волокна. Таким образом внутри тканевого материала возникает температурный градиент, который снижается и при достижении равно­весного влагосодержания становится равным нулю.

Читайте также: Ширина ткани для брюк

Период сушки с повышением температуры ткани и непрерывным уменьшением скорости сушки называют периодом падающей скорости.

Влагосодержание на стыке зон II и III называют критическим. Начиная с критического влагосодержания, температура ткани повы­шается, достигая при этом температуры окружающей среды. В зоне IV при испарении химически связанной влаги наступает разрушение тка­невого материала.

При конструировании бельесушильных машин необходимо выбирать оптимальные параметры сушильного агента — воздуха: его темпера­туру, влагосодержание и скорость движения. Температура сушиль­ного агента сильно сказывается на времени сушки. Время сушки в пе­риод постоянной ее скорости

Где с — коэффициент сушки, определяющий количество испаряемой влаги на 1 кг сухой ткани; ф н фкр — влагосодержание в конце зон / и II.

Время сушки в период падающей скорости

Где фр — равновесная влажность.

Общая продолжительность сушки составляет Т = Т1+Т2.

Рис. 3.31. Зависимость влагосодержания:

Я — от времени сушки при различных температурах; б — от скорости теплоносителя; в — от влажности теплоносителя; /—40°С; 2—56 °С; 3—75 °С; 4—0,5 м/с; 5—1,0 м/с; 5 — 1,5 м/с; 7—1,5 г/кг; 8 — 3,0 г/кг; 9 — 9,0 г/кг

На рис. 3.31, а приведены кривые сушки хлопчатобумажной ткани с начальной влажностью 105% при скорости теплоносителя 1,5 м/с и температуре 40, 60 и 75 °С. Как видно, при увеличении температуры сушильного агента с 40 до 75 °С снижается время сушки с 55 до 35 мин. Отсюда вытекает целесообразность максимального повышения темпе­ратуры агента. Однако следует помнить, что с увеличением темпера­туры повышаются энергопотребление и стоимость сушки. Кроме того, высокая температура теплоносителя негативно влияет на физико-меха­нические свойства текстильного материала.

Влияние скорости теплоносителя на процесс сушки хлопчатобумаж­ной ткани с начальной влажностью 70 % при температуре 73 °С и ско­ростях (0,5—1,0—1,5) м/с показано на рис. 3.31,6. Из графика видно, что время сушки сокращается примерно в 1,5 раза при скорости тепло­носителя 1,5 м/с по сравнению с временем сушки при скорости тепло­носителя 0,5 м/с. Повышение скорости теплоносителя свыше 1,5 м/с ускоряет процесс сушки, но ведет к чрезмерным затратам энергии (дополнительные нагреватели, увеличение мощности вентилятора).

Влияние влагосодержания теплоносителя на процесс показано на рис. 3.31,в. Анализ кривых сушки показывает, что незначительное повышение влагосодержания ведет к существенному замедлению про­цесса сушки. Указанные особенности следует учитывать при проекти­ровании бельесушильиых машин.

Что значит гигроскопичность: особое свойство и способность тканей

Ткани для пошива одежды должны отвечать некоторым требованиям. Среди них: предотвращение химических и механических повреждений, предохранение от пыли, защита от природных катаклизмов и гигроскопичность. Многие, вероятно слышали это слово, но не все понимают его значение и важность. Гигроскопичность ткани – это одно из гигиенических свойств текстиля, которое влияет на комфорт в носке.

Определение

Гигроскопичность – это способность материала к поглощению водяных паров из атмосферы и удержанию их при определенных условиях. Этот показатель необходимо учитывать при пошиве постельного и нижнего белья, спортивной формы и одежды для малышей. Высокая температура воздуха и тела способствует повышенному потоотделению и дискомфорту. Этого можно избежать, если у ткани высокие показатели гигроскопичности. Хорошая пропускаемость воздуха и водяных паров влияет не только на комфорт, но и здоровье человека. Может произойти перегревание организма, а как следствие кожные, простудные заболевания и плохое самочувствие.

Гигроскопичность ткани меняется вместе с температурой воздуха и относительной влажностью. Отсюда вывод, что данная величина – непостоянная. Если бы количество влаги в материале не менялось при повышении или понижении температуры, то способность к поглощению водяных паров стала бы бессмысленной. Материалы с определенной способностью пропускать и поглощать влагу создают баланс тепла между телом человека и окружающей средой.

Гигроскопичная ткань или нет определяется волокнистым составом и структурой. Также, немаловажно наличие всевозможных пропиток, защитных покрытий и отделки. Чем толще и плотнее материал, тем медленнее протекает процесс испарения. Это значит, что температура и влажность воздушной прослойки между телом и одеждой будут более постоянными.

Гигроскопичность материалов и их разновидности

Волокна, из которых изготавливаются ткани, имеют разное происхождение: натуральные, искусственные и синтетические. Каждый покупатель должен иметь представление о физических и гигиенических свойствах тканей. Это знание поможет купить именно то, что вам нужно и обеспечит комфорт в носке.

Качественный, добротный материал должен не только впитывать влагу, но и отправлять ее в окружающую среду, если это необходимо. Такая способность предотвратит переохлаждение организма.

Читайте также: Как сшить юбку из ткани шанель

Очевидно, что требования, которые предъявляют к гигиеническим свойствам нижнего белья и тяжелых пальтовых тканей – абсолютно разные. Например, нательная одежда обязана хорошо впитывать и испарять влагу. Для зимней же одежды, важна малая гигроскопичность, но хорошее теплосбережение.

Хлопок– это натуральный материал из волокон растительного происхождения. Не теряет своей популярности уже не одну сотню лет. Чем же он привлекает? Экологичность, прочность, натуральный состав, безопасность и комфорт – все это про хлопок. Большая часть детской одежды шьется именно из него, ведь хлопковая ткань отвечает всем необходимым требованиям.

Хлопок отлично впитывает влагу, поэтому и считается лучшим вариантом на жаркие летние дни. Одежда не прилипнет к телу, а лишь создаст нужный микроклимат. Некоторые хлопчатобумажные ткани подвергаются специальной обработке – мерсеризации. В ее процессе материал погружают в раствор каустической соды. Путем таких нехитрых манипуляций, продлевается срок службы, увеличивается прочность и улучшаются способности по поглощению влаги.

Ситец способен впитывать до 50-70% влаги от своей общей массы и оставаться абсолютно сухим на ощупь. И только после 70% капли начинают выступать на поверхности.

Хлопковые вещи точно не вызовут раздражения, а кожа в них не перестает «дышать». Гигроскопичность хлопка зависит от температуры и влажности окружающей среды. Например, в закрытом помещении этот показатель будет меньше. При влажности воздуха 65% и температуре 20°С гигроскопичность составит 12-18%.

Шерсть – это тот материал, который создает сама природа, но с участием человека. Для пошива одежды используют шерсть таких животных, как овцы, верблюды, кролики, козы. Наиболее дорогим и элитным считается мех альпака . Используется данный материал в основном для верхней зимней одежды, теплых костюмов и свитеров. Что не удивительно, ведь он обладает хорошими теплозащитными свойствами и высоким уровнем гигроскопичности – до 20%.

В cостав шерсти иногда добавляют синтетические волокна, так как ткань в чистом виде долго сохнет и дает большую усадку – до 3% по основе и 3,5% по утку.

Лён – натуральный материал с высокой прочностью и отличными гигиеническими свойствами. Из льна шьют в основном повседневную одежду, но даже она пользуется спросом. Такая популярность вызвана следующим набором качеств: экологичность и гипоаллергенность, прочность и износостойкость, отсутствие статического электричества и высокая гигроскопичность. В обычных условиях она равна 12%, в местах с повышенной влажностью – до 20%. Синтетические и искусственные материалы:

искусственные ткани получают с помощью химических процессов и преобразований. Часто в процессе участвует целлюлоза, полученная из растений. Яркий представитель этой группы – вискоза. Это сияющая материя, которая по внешнему виду напоминает шелк. Материал вызывает приятные тактильные ощущения, слегка холодит кожу, не накапливает статическое электричество и считается гипоаллергенным. Гигроскопичность у вискозы средняя – 10-11%. Единственным недостатком считается низкая прочность в мокром состоянии. Влажное изделие легко порвать без особых усилий.

синтетические ткани – это те, в основе которых лежат полимеры. Полимерами называются продукты переработки нефти, газа и угля. Они плохо пропускают воздух, поэтому повышается потоотделение, закупориваются поры и в целом «кожа не дышит». Такое состояние сопровождается зудом и раздражением кожи. Сильнее других этому подвержены маленькие дети и аллергики. Способность пропускать влагу у синтетических волокон очень низкая и варьируется в таких пределах:

Не все синтетические материалы одинаково плохи. Микрофибра – синтетическая ткань, имеющая все качества натуральных полотен. Уровень гигроскопичности превышает 10%. Микрофибра может впитать количество влаги, которое равно и даже превышает собственный вес в несколько раз.

Гигроскопичность – это хорошо?

Гигроскопичность синтетических материалов отличается в меньшую сторону от показателей натуральных тканей. Но можно ли это считать недостатком? Однозначного ответа нет, ведь мы подбираем одежду, исходя из климата и погодных условий в конкретный период времени. Для кого-то она особенно важна. Например, спортсменам и людям в жару необходимы впитывающие влагу материалы.

Однако, многие ткани не нуждаются в повышенной влажности. Вода снижает теплоизоляцию в зимний период, а некоторые материалы и вовсе деформируются под ее воздействием (тонкий трикотаж). Не нужно бездумно полагаться на высокие проценты гигроскопичности, ведь все зависит от назначения ткани.

Выше мы разобрали, что такое гигроскопичность и для чего нужна. Однако, гигиенические свойства тканей не ограничиваются этим показателем. Не менее важны и другие качества: пылеёмкость, теплоизоляция, воздухопроницаемость, намокаемость.

• 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