Содержание к диссертации
Введение
1 Исследование условий труда рабочих автосервиса и анализ существующей спецодежды с целью выявления ее харак теристик, не соответствующих условиям эксплуатации 8
1.1 Анализ состояния системы «человек - спецодежда—производственная среда». Характеристика вредных факторов производственной среды автомойки 8
1.2 Исследование метеорологических условий в рабочей зоне производственных помещений автомойки. Влияние параметров микроклимата на организм человека ... 14 13
Анализ и исследование параметров тепловлажносшого режима помещения автомойки 22
1.4 Анализ моделей специальной одежды для защиты от воды и повышенной влажности воздуха используемой работниками автосервиса 25
1.5 Анализ топографии мест загрязнения спецодежды от вредных производственных факторов 31
1.6 Применение анкетного опроса работников автомойки при формировании требований к влагозащитной спецодежде 35
1.7 Разработка требований к проектируемой влагозащитной спецодежде... 40
Выводы '. 47
2 Теоретические основы проектирования влагозащитной спецодежды для условий пребывания в помещениях с большим градиентом температур по вертикали 50
2.1 Теплообмен организма человека в тепловлажностных условиях произ водственной среды автомойки 50
2.2 Особенности расчета толщины пакета одежды для условий пребыва ния в помещениях с большим градиентом температуры по вертикали 65
Выводы 72
3 Исследования водоупорных и поверхностных свойств влагозащитных тканей 73
3.1 Анализ современных высокотехнологичных материалов, используемых для изготовления влагозащитной одежды 73
3.2 Виды пропиток и отделок материалов используемых для производства влагозащитной одежды 80
3.3 Исследование и анализ водозащитной способности материалов для влагозащитной спецодежды 84
3.4 Исследование поверхностных свойств современных влагозащитных тканей, рекомендуемых для производства влагозащитной спецодежды 91
3.5 Исследование и разработка структуры распределения материалов верха
в специальной влагозащитной одежде для работников автосервиса ПО
Выводы 112
4. Разработка конструктивно - эргономических пара метров конструкции и функциональных решений щ влагозащитной спецодежды
4.1 Исследование комплекса характерных движений рабочих при ведении автомоечных работ 113
4.2 Эргономические исследования динамического соответствия специальной влагозащитной одежды для автомойщиков 118
4.3 Расчет конструктивно-эргономических параметров конструкции влагозащитной спецодежды на основе результатов исследования 123
4.4 Разработка функциональных решений влагозащитной спецодежды с для работников автомойки 125
4.5 Разработка модельной конструкции влагозащитной спецодежды для работников автосервиса с использованием САПР «Грация» 131
4.6 Производственная апробация и внедрение результатов работы 136
Выводы 137
Заключение 138
Библиографический список
- Исследование метеорологических условий в рабочей зоне производственных помещений автомойки. Влияние параметров микроклимата на организм человека
- Анализ топографии мест загрязнения спецодежды от вредных производственных факторов
- Особенности расчета толщины пакета одежды для условий пребыва ния в помещениях с большим градиентом температуры по вертикали
- Исследование и анализ водозащитной способности материалов для влагозащитной спецодежды
Введение к работе
В цивилизованном обществе проблема профессиональной зашиты вовлеченных в производственный процесс людей не может оставаться без внимания. Соответственно, возрастает необходимость изготовления специальной одежды для защиты человека от вредных воздействий производственной среды.
В последние годы значительно увеличилось количество личного транспорта у граждан России. Этому способствовал рост мощностей Российского автопрома, который обеспечивает в настоящее время 22% валового дохода страны, а также ввоз бывших в употреблении машин из-за рубежа. Соответственно увеличилось количество предприятий автосервиса.
Отсутствие специализированных помещений, недостаток инвестиционных средств в сферу стихийно развивающегося автосервиса привело к тому, что в цехах действующих предприятий автосервиса некоторые средства коллективной защиты иногда полностью отсутствуют, а существующие действуют недостаточно эффективно в условиях разнонаправленного воздействия вредных производственных факторов. Особенно это характерно для средств нормализации воздушной среды производственных помещений и рабочих мест автомойки, являющихся составной и необходимой частью предприятий автосервиса. Эффективную компенсацию вредных производственных факторов можно обеспечить в этом случае только качественной спецодеждой.
К особенностям производственной среды автомойки следует отнести большую обводненность рабочих мест, наличие в моющих растворах поверхностно активных веществ, а в сточной воде масел и солей. Периодическое открывание ворот автомойки для въезда и выезда транспорта в зимнее время обуславливает наличие сквозняков и значительного градиента температуры по высоте помещения. Предлагаемая в настоящее время на потребительском рынке спецодежда далеко не всегда соответствует конкретному уровню предъявляемых требований для уникальных условий производственной среды.
Экономическая ситуация в развивающейся отрасли автосервиса такова, что повышение гигиенических и эксплуатационных свойств спецодежды из недорогих тканей должны обеспечиваться в значительной мере на рациональных конструкторских и технологических решениях.
Целью диссертационной работы является проектирование спецодежды использующейся в условиях повышенной влажности с учетом влияния факторов окружающей среды и условий работы на предприятии автосервиса.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
проведен анализ производственной среды автомоечных работ;
рассчитаны основные параметры теплозащитной одежды, применяемо для условий повышенного градиента температур по высоте помещения;
изучено влияние поверхностно-активных веществ и масел на влагозащитные свойства материалов, применяемых для одежды автомойщиков;
изучена то пография намокания и загрязнения специальной одежды автомойщиков;
разработано конструктивное решение специальной одежды, обеспечивающей необходимую защиту человека при максимальном сохранении ее гигиеничности;
Методологической и теоретической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых, публикации в периодической печати, инструкционные материалы и нормативно-техническая литература, опыт работы предприятий по производству спецодежды из водоупорных тканей.
Основные методы исследования. В работе использованы методы антропометрических исследований, экспертных оценок, ранговой корреляции, математической статистики, в частности регрессионный и дисперсионный анализ, теории алгоритмизации и программирования. Исследования проводились с позиций общеметодологического системного подхода.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- проведена систематизация и анализ технологических операций, комплекса вредных производственных факторов с целью разработки объектно ориентированного подхода к обеспечению повышенных эксплуатационных характеристик спецодежды для рабочих автомоек;
на основании выявленного повышенного градиента температуры воздушной среды производственных помещений автомоек разработана методика расчета коэффициентов эффективности утепления частей тела человека;
впервые систематизированы факторы загрязнения и износа спецодежды автомойщика и установлена топография их распределения по поверхности одежды.
Практическая значимость:
в результате исследований водоупорности современных материалов в зависимости от состава пропитки, качества водоотталкивающей отделки, воздухопроницаемости и структуры разработаны рекомендации по выбору тканей для одежды автомойщиков;
разработана конструкция вентиляционных элементов деталей защитного костюма, подвергающегося постоянному воздействию воды и влаги. Техническая новизна конструктивного решения подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение № 2254042 «Влагозащитный костюм» от 20.06.2005;
разработан влагозащитный комплект спецодежды для ведения автомоеч-ных работ, обеспечивающий надежную защиту человека от различных производственных факторов при сохранении нормального физиологического и психологического состояния человека;
разработан алгоритм и программа построения влагозащитного комплекта спецодежды с использованием САПР «Грация»;
результаты работы внедрены в производственный процесс ООО «БВН - инжениринг» (г. Новочеркасск) путем разработки и выпуска партии моделей влагозащитного костюма для автомойщика.
Автор защищает:
- результаты исследования системы «человек - спецодежда — произ
водственная среда» работников автомойки и конструктивно - эргономиче
ские параметры конструкции;
- методику расчета толщины пакета влагозащитной спецодежды, ис
пользуемой в условиях градиента температуры по вертикали;
Апробация работы. Материалы по теме диссертации были доложены и получили одобрение на следующих конференциях:
межвузовской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности швейного производства», ЮРГУЭС, г. Шахты, 2002г;
межрегиональной научно-практической конференции «Наука XXI века - индустрия сервиса», РГПУ, г. Ростова - на - Дону, 2003 г;
межвузовской научно-практической конференции «Совершенствование способов проектирования изделий и процессов швейного производства», ЮРГУЭС, г. Шахты, 2003г;
научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного Федерального округа, Краснодарского Государственного университета физкультуры, спорта и туризма, г. Краснодар, 2004 г;
VI международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых исследователей «Интеллектуальный потенциал вузов — на развитие Дальневосточного региона России», ВГУЭС, г. Владивосток, 2004г;
международной конференции «Развитие межкультурных коммуникаций и международного сотрудничества в области моды, дизайна, культуры», ВГУЭС, г. Владивосток, 2005г;
Внедрение в учебный процесс. Результаты внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО ЮРГУЭС, а также в его филиалах, в курсовом, дипломном проектировании, лекционных и лабораторных курсах по дисциплинам «Гигиена одежды» и «САПР одежды» для студентов специальности 280900 «Конструирование швейных изделий».
Публикации. Основные результаты выполненных исследований представлены 10 статьями и одним патентом Российской Федерации на изобретение.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 152 страницах машинописного текста, состоит из введения и 4 глав, 19 таблиц, 65 рисунков, общих выводов и библиографического списка, насчитывающего 149 наименований, а также 23 приложения, изложенных на 37 страницах.
Исследование метеорологических условий в рабочей зоне производственных помещений автомойки. Влияние параметров микроклимата на организм человека
Подсистему «человек» можно охарактеризовать видами работ, которые он выполняет в процессе своей трудовой деятельности. Работниками автомойки производится мойка грузовых и легковых автомобилей в целом, мойка дисков колес, днища кузова, двигателей и сухая чистка салона автомобиля. Все эти виды работ производятся внутри помещений (боксов) с применением различного моечного и очистительного оборудования [3]. Классификация и характеристика моечного оборудования представлена в приложении А.
Величины энергозатрат характеризуют степень тяжести труда при выполнении определенных видов работ. Технологические работы в боксах автомойки можно отнести к работам средней тяжести (категория П а), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения. Автомойщик при выполнении технологического процесса мойки автомобиля выполняет работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/ч (175-232 Вт). Энергозатраты мойщика автомобиля определяли, руководствуясь справочными данными [4].
Последовательность выполнения технологического процесса мойки автомобиля составляют семь операций (приложение Б). Такую операцию, как «отбивка автомобиля от грязи», производит один автомойщик с помощью водоструйной моечной установки с устройством для регулирования формы струи. Он перемещается вместе с моечным пистолетом вокруг автомобиля. Рабочий подвергается непосредственному воздействию повышенной влажности воздуха, брызгам воды, грязи в условиях градиента температуры и обводненности помещения.
В операции «нанесение мыльного раствора на автомобиль» участвует вся бригада (в количестве 3 человек), обслуживающая автомобиль. Мыльный раствор наносят вручную с помощью мочалок со всех сторон автомобиля.
«Мойку автомобиля после мыла» выполняет один автомойщик с помощью моечного оборудования. Рабочий находится в зоне сильного воздействия воды и повышенной влажности, подвергается вредному воздействию следующих факторов: градиент температуры в помещении, концентрированный раствор воды, обводненность помещения.
«Чистку салона автомобиля» и «обтирку машины тряпкой от воды» осуществляет опять вся бригада. Такие операции трудового процесса, как «обдув частей автомобиля воздухом» и «мойка двигателя» может выполнять один рабочий.
В процессе мойки автомобиля автомойщик меняется операциями с другими, т.е. происходит чередование. Если на автомойку приехало сразу две или более машин, и позволяет площадь помещения, то на одну машину приходится один автомойщик выполняющий все операции по мойке автомобиля один. Соответственно увеличивается затрата времени на весь техпроцесс. Для различных видов работ могут быть разные изменения параметров условий производственной деятельности.
В результате анализа вредные производственные факторы условно поделили на две группы: ВПФ обусловленные действием окружающей среды и ВПФ связанные с техпроцессом предприятия, что наглядно представлено на рис. 1.5. В производственных условиях автомойки негативные воздействия обусловлены еще и элементами техносферы (автомобиль, моечное оборудование, сооружения и т.п.) и действиями человека. Значительным техногенным опасностям подвергается человек при попадании в зону действия технических систем: движущийся автомобиль, и технологическое оборудование. Уровни опасного воздействия на человека в этом случае определяются характеристиками технических систем и длительностью пребывания человека в опасной зоне (в зоне мойки автомобиля). Возникновение опасностей связано как с наличием неисправностей в технических устройствах, так и с неправильными действиями человека при их использовании. Уровни возникающих при этом опасностей определяются энергетическими показателями технических устройств. Длительность пребывания человека в опасной зоне, в зависимости от характера загрязнений автомобиля и видов работ составляет Уз рабочего времени (в смену).
Сведения, полученные в процессе анализа системы «человек - спецодежда - производственная среда», служат ценным источником информации для разработки требований на проектирование влагозащитной спецодежды для работников автосервиса
Исследование метеорологических условий в рабочей зоне производственных помещений автомойки. Влияние параметров микроклимата на организм человека
В соответствии с видом работ по выполнению технологического процесса мойки автомобиля производственное помещение автомойки условно разделили на три зоны (рис. 1.6).
Зона №1 представляет собой зону свободного пространства, обеспечивающую въезд и выезд автомобиля из бокса, зона №2 - зона, в которой производится мойка автомобиля и зона №3 - зона, в которой располагается моечное оборудование и вспомогательные предметы труда. Изучая технологический процесс трудовой деятельности человека в данной производственной среде, отметили, что на рабочем месте наблюдаются сложные метеорологические условия, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха
Измерения показателей микроклимата проводили три раза в смену (в начале, середине и в конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими причинами, проводили дополнительные измерения. Измерения проводили в трех зонах рабочего помещения (рис 1.6). Участки измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха распределялись равномерно по площади помещения. Количество участков измерения показателей микроклимата определили по рекомендациям представленным в [4], так как площадь помещения автомойки до 100 кв. м, то минимальное количество участков измерения составило 4, что наглядно представлено на рис. 1.7.
Анализ топографии мест загрязнения спецодежды от вредных производственных факторов
Работниками автомойки для зашиты от воды и повышенной влажности используется различная бытовая одежда (спортивные костюмы, брюки из плащевой и джинсовой тканей, куртки - ветровки), а также спецодежда в основном состоящая из куртки и брюк (или полукомбинезона). В зависимости от участка тела человека, подвергающегося непосредственному воздействию вредного фактора, используются костюмы, фартуки, халаты, нарукавники, бахилы, головные уборы, перчатки ит.д. [16-21,23].
Спецодежда регламентируется общими техническими требованиями, представленными в ГОСТ [39, 51 - 54].
В условиях разнонаправленного воздействия нескольких вредных производственных факторов (см. пункт 1.1), конструкции бытовой и специальной одежды, используемые на автомойке, не ссошетствуют характеру и топографии воздействия ВПФ. Во время мойки автомобиля физиологическое и психическое состояние человека изменяется, нарушается функциональное и тепловое состояние организма, что указывает на неправильно подобранную одежду.
При исследовании поверхностей воздействия различных ВПФ учитывали габаритные размеры автомобиля (приложение Ж) и соотношение фигуры человека к ним, а также характер выполняемых движений работником автомойки (приложение И).
В результате визуального осмотра действующей спецодежды работников автомойки определили поверхности воздействия ВПФ, а именно топографии: мест намокания от воды и влажности, мест намокания от мыльного раствора, мест замасливания, мест износа и повреждения одежды, мест загрязнения (от грязи и пыли) и топографию мест намокания от внутренней влаги. В течение дня работникам автомойки приходится 2-3 раза (в зависимости от количества автомобилей) менять комплект одежды на другой — сухой. Многократная чистка и сушка влажных костюмов отрицательно сказывается на структуре и свойствах материала, из которого она изготовлена
Потертости (истирание) и разрывы спецодежды образуются за счет трения одежды об края моечного и очистительного оборудования и корпуса автомобиля (при нанесении мыльного раствора, при обтирании автомобиля после мойки и уборки внутри салона машины). Разрушение ткани от истирания происходит в местах её сгибов и на плоских участках (рис. 1.18, а). Куртка подвергается случайным надрывам и истиранию в области боковых швов, локтевой части рукавов, и по нижнему шву рукава. Брюки изнашиваются в области коленей, по шаговым швам и в области сидения, что связано с характером трудовой деятельности работников автомойки.
В результате конденсации влаги из воздуха, ткани одежды становятся увлажненными и более теплопроводными, поэтому определили зоны наибольшего намокания спецодежды от воды и влажности при мойке автомобиля. Повышенная влажность воздуха и вода воздействуют на плечевую область изделия, нижние части рукавов, нижние срезы куртки и брюк, на переде куртки в области груди и живота, а также на передние половинки брюк (см. рис. 1.18, б).
Известно, что уровень производства тепла и влаги организмом человека существенно изменяется в течение мойки автомобиля под влиянием изменений параметров производственной среды и интенсивности физической нагрузки, поэтому исследовали костюм автомойщика на топографию мал4 намокания от внутренней влаги (см. рис. 1.18, в).
Зонами намокания от внутренней влаги являются: подмышечные впадины, поясничная область, область между лопатками, паховая область, передняя часть шеи и небольшое намокание в области груди.
Во время мойки автомобиля одежда автомойщика также подвергается воздействию мыльного раствора или шампуня (рис. 1.18, г). Загрязнению и замасливанию одежда автомойщика подвергается во время отбивки машины от грязи и мойки двигателя, поэтому выделили зоны их воздействия (рис. 1.18, д и 1.18, е).
Можно видеть, что ткань защитных костюмов повреждена и промокла более или менее в определенных местах. Данные обмеров площадей поврежденных участков обследованных комплектов одежды (размер 52) представлены в табл. 1.2.
Эксперименты по выявлению площади загрязнения спецодежды автомойщи-ков показали, что больше всего воздействию вредных факторов подвергается перед куртки и передняя половинка брюк. Средняя площадь загрязнений и мест намокания от воды по переду составляет 1440 см2 и 1696 см2 соответственно (30% и 35% его площади), по рукаву - по 1050 см2 и 1680 см2 (35% и более 55% его площади). Средняя площадь мест намокания от воды по передним половинкам брюк составляет 3474 см2 (53% ее площади).
В целом после мойки автомобиля площадь костюма автомойщика оказывается мокрой больше, чем на 46%, загрязненной на 15%, под воздействием других факторов в среднем по 11%. На рис. 1.19 показаны диаграммы процентного распределения зон в куртке и брюках, и всего костюма показывающие, что спецодежда, используемая работниками автомойки, больше всего подвергается намоканию от воды и повышенной влажности воздуха в помещении и загрязнению.
Особенности расчета толщины пакета одежды для условий пребыва ния в помещениях с большим градиентом температуры по вертикали
Существующие методики расчета оптимального распределения теплозащитного слоя одежды по участкам тела [65, 68, 74] предназначены для условий открытого пространства, в приземном слое которого можно считать, что температура воздуха на уровне голени и груди одинаковы.
Однако при проведении автомоечных работ в закрытых помещениях с периодически открываемыми и неплотно закрываемыми воротами и при повышенной влажности воздуха возникают ярко выраженные перепады температур.
Учет этих условий необходим для проектирования специальной одежды для автомойщиков. Исходя из этого, можно предположить, что и тепловая защита различных частей тела человека для условий с неравномерной температурой по высоте должна быть неодинаковой, т.е. коэффициенты эффективности утепления нижних конечностей будут изменяться. Факт малой эффективности утепления голени необходимо учитывать как при конструировании подобного вида изделий, так и при выборе дополнительных предметов одежды для защиты от охлаждения данной части тела в заданных условиях.
В связи с этим мы предлагаем иной путь утепления различных частей тела путем теоретически обоснованного перераспределения теплоизоляционного слоя, рассчитанного с учетом коэффициентов эффективности утепления, которые по данным [65,75,76] рассчитывались для условий с равномерной температурой.
Для открытого пространства с равномерной температурой суммарное тепловое сопротивление определяется по формуле: = tau" te (2.15) q где Rcymf- суммарное тепловое сопротивление одежды, (м ,0С)/Вт; t сатк- средневзвешенная температура кожи, С; q—плотность потока тепла с тела человека, Вт / ж; te - температура воздуха, С.
Среднюю толщину пакета одежды можно определить по формуле: 5Ср=Ккв &сумм (2.16) где Я ада—эквивалентный коэффициент теплопроводности пакета, Вт / (м- С), 8ср—средняя толщина пакета, м..
Толщина пакета одежды на участках тела определяется с учетом коэффициента эффективности утепления, кэфф, в частности для голени: S — te S — к" yL R гол эфф.гол ср эфф.гол экв сумм где аэд-толщина пакета в районе голени, м; кэфф.гол -коэффициентэффективности утепления голени. Соответственно Ягол = кэффгол R , где R - термосопротивление пакета в районе голени, при равномерной температуре среды по вертикали.
Если считать, что температура воздуха в районе голени значительно меньше, чем на уровне груди, то необходимо, чтобы термосопротивление пакета материалов в районе голени соответствовало термосопротивлению пакета материалов при равномерной температуре воздуха по вертикали, т.е. /С = гол к.гол в.гол гМ Лзкв q (2.17) О/ где / к.гол - температура кожи голени, С; t в.гол - температура воздуха в районе голени, С; В гол — термосопротивление пакета материалов в районе голени при температуре воздуха более низкой, чем в районе груди (т.е. при градиенте температур по вертикали).
При этом необходимо найти толщину пакета, которая обеспечит в районе голени равенство К пл = R? гол л гол Представим RfM = - — н- = 1ы»—\L И п \ 8) Ч Ч где At = te—4гш—разность температур воздуха между уровнем груди и уровнем голени, С.
В результате преобразования формула (3.12) принимает вид: пі гол к.гол в . /v» лг\\ Кгол - J— 1 + — (2.19) экв Отсюда находим 8 ол по формуле: Кол = Ккв - + Ккв = 8гоя + Кке ч ч ч (2.20) где 8 ол - толщина пакета одежды в области голени при вертикальном градиенте температур. Далее в результате преобразований можно определить выражение коэффициента эффективности утепления для голени (К ффгол) при вертикальном градиенте температур. оЛ гол лэкв о 1 А К эфф.гол А _ гол _ Ч _ дгол , КкА1 _ 8ср Scp дср 5cpq (2.21) At At — " л «,.""_ — К, эфф.гол п эфф.гол _ » " сумм св.тк в Таким образом можно рассчитать коэффициент эффективности утепления в зависимости от фадиента температур при заданных средневзвешенной температуре кожи (tcarm) и температуре воздуха в районе фуди.
Исследование и анализ водозащитной способности материалов для влагозащитной спецодежды
В настоящее время применяемые методы оценки юдозашитных свойств ткани различаются по ряду признаков [71, 117,118], основными из которыхявляются следующие: - состояние воды, при котором осуществляется влагоперенос (парообразное, капельно - жидкое, смешанное); - движущая сила влагопереноса (разность парциальных давлений, разность температур по сторонам испытуемого образца, скорость и угол движения воздуха над образцом); - характер рабочего тела (испаряющей поверхности - поверхность воды, «потеющая» пористая пластина и др.).
Водопроницаемость характеризует способность одежных материалов пропускать воду при определенном давлении [61,119].
Водопроницаемость оценивается коэффициентом водопроницаемости В№ догХм с), который показывает количество воды V, дм3, прошедшей через единицу площади образца S, ж, в единицу времени т, с, при определенном давлении: 3H=V/Sx (3.1)
Для оценки водозащитных свойств одежных материалов чаще всего используют характеристику, обратную водопроницаемости - водоупорность.
Водоупорность - это сопротивление одежных материалов проникновению через них воды. Этот показатель обычно характеризуется наименьшим давлением, при котором вода начинает проникать через материал [98, 119].
Определение водоупорности ткани производится на специальных приборах - пенетрометре, кошеле, а также дождевальной установке [117, 120]. Оригинальные, не стандартизированные методики и средства измерений влагопроводных свойств тканей подробно рассмотрены в работе [121].
Основываясь, на имеющихся в литературе данных о влагопроводных свойствах материалов, и принимая во внимание существующие виды материалов, нами было проведено несколько серий экспериментов с целью исследования влияния состава сырья материалов, и наличие водоотталкивающих пропиток на уровень водонепроницаемости материала, а также изменение влагопроводных свойств тканей под воздействием вредных факторов производственной среды.
Для проведения эксперимента был рассмотрен и изучен широкий спектр выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью материалов (см. приложение П), применяемых при изготовлении бьпоюй и производственной юдозашщной одежды, а также для снаряжения, выработанныхразными способами и имеющихразличный состав и структуру.
Для исследований водозащитньк свойств выбрали образцы тканей девяти вариантов, используемые для производства спецодежды на предприятии ООО «БВН Инжиниринг» города Новочеркасска. Все виды тканей выработаны с водоотталкивающей отделкой.
Для определения водоупорности тканей применяли прибор — пенетрометр. Метод исследований полностью соответствовал стандартной методике [122].
Образцы тканей размером 112,8 ±03 мм закреплялись лицевой стороной вниз кольцеобразным захватным хомутом на измерительной головке (диафрагме), в которую постепенно из сосуда (водяного бака) подается вода. При появлении на поверхности образца первых трех капель воды испытания прекращали и с помощью манометрической трубки измеряли высоту водяного столба, харакгеризуюшую водоупорность [122].
Данные по водоупорности тканей, обработанных различными водонепроницаемыми отделками, приведена на рис. 3.2, нумерация точек соответствует вариантам тканей в приведенных условных обозначениях. За результат испытания образца при-нимали среднее арифметическое из результатов испытания пяти кружков по каждому виду ткани, подсчитанное с точностью до десятых долей.
Поскольку ткань №9 (рис.3.2) Taffeta Ristop - N-190T в начальной стадии эксплуатации демонстрирует очень высокую водоупорность и низкую паропроницаемость, которые в процессе эксплуатации уменьшаются, необходимо в конструкции спецодежды предусмотреть вентиляционные отверстия.
Ткани обладают определенными физико - гигиеническими свойствами (сорбционные и влагопроводные), но в процессе работы ткань взаимодействует с внешней средой и ее свойства изменяются. Поэтому необходимо провести исследования поведения смачиваемой жидкости на поверхности ткани.
Исследование поверхностных свойств современных влагозащитных тканей, рекомендуемых для производства влагозащитной спецодежды
Поверхностные свойства волокон и тканей играют важную роль при их взаимодействии с окружающей средой. От них зависят процессы поверхностной сорбции низкомолекулярных веществ, характеристики смачиваемости жидкостями и ряд других свойств [125].
Основываясь на имеющихся в литературе данных о капиллярных свойствах материалов, следует выделить, что смачивание происходит в результате взаимодействия на границе трех фаз: твердого тела, жидкости и газа (рис. 3.7).
Линия, ограничивающая поверхность соприкосновения капли с твердым телом, называется периметром смачивания [126].
Мерой смачивания является равновесный краевой угол в - угол между касательной, проведенной к поверхности капли го любой точки периметра смачивания, и твердой поверхностью. Он измеряется со стороны жидкости. Краевой угол характеризует степень наклона поверхности жидкости к смоченной части поверхности твердого тела.
Если молекулы воды взаимодействуют с молекулами твердого тела сильнее, чем между собой, то произойдет полное растекание капли по поверхности, или ее полное смачивание (рис. 3.8). Острый равновесный краевой угол 90(} В 0 говорит о наличие ограниченного смачивания (см. рис. 3.8). Если же равновесный краевой угол не устанавливается, значит, наблюдается полное смачивание - капля будет растекаться в тонкую пленку до тех пор, пока слой жидкости не станет мономолекулярным.
