Начало >> Статьи >> Архивы >> Руководство к практическим занятиям по общей гигиене

Испытание гигиенических свойств ткани - Руководство к практическим занятиям по общей гигиене

Оглавление
Руководство к практическим занятиям по общей гигиене
Значение гигиенических исследований
Метод санитарного описания
Описание объектов по чертежам и топографическим картам
Методы органолептического исследования  объектов
Санитарно-физические методы исследования воздушной среды
Исследование микроклимата
Методы исследования влажности воздуха
Метода исследования подвижности воздуха
Метода комплексной оценки метеорологических факторов
Исследование ионизации воздуха
Исследование электромагнитных излучений
Исследование интенсивности инфракрасной радиации
Исследование естественной освещенности
Исследование искусственной освещенности
Исследование электромагнитных излучений радиочастот
Исследование механических колебаний воздуха
Исследование вибрации воздуха
Исследование ультразвука и инфразвука
Исследование запыленности воздуха
Методы исследования физико-механических свойств почвы
Методы гигиенических исследований тканей одежды
Испытание гигиенических свойств ткани
Исследование величины теплоизлучения тканями
Методы гигиенических исследований искусственных кож
Санитарно-химические методы исследования внешней среды
Санитарно-химические методы исследования воздушной среды
Определение показателей антропогенного загрязнения воздушной среды
Определение продуктов деструкции пластмасс
Определение в воздухе токсических примесей
Санитарно-химические методы исследования воды
Определение природного солевого состава воды
Определение веществ антропогенного происхождения
Определение в воде токсических   примесей
Санитарно-химические методы исследования почвы
Санитарно-химические методы исследования пищевых продуктов
Экспрессные методы исследования
Микроэкспресс-метод ферментного обнаружения
Бактериологические методы исследования внешней среды
Гельминтологические методы исследования внешней среды
Гидробиологические методы исследования водоемов
Расчетные методы
Исследование реакции организма на воздействие факторов внешней среды
Определение токсичности веществ при пероральном и ингаляционном поступлении
Исследование кожно-резорбтивного действия

1. Определение воздухопроницаемости.

Воздухопроницаемостью называется способность тканей пропускать через свои поры воздух. Этим свойством в значительной мере определяется интенсивность обмена между пододежным и наружным воздухом. Воздухопроницаемость зависит от характера плетения волокон, от количества и объема пор в самой ткани, от степени загрязнения и способа обработки ткани.
Воздухопроницаемость выражается следующими показателями:

  1. Временем, в течение которого 1 см3 воздуха при данном давлении проходит через 1 см2 площади ткани, и определяется по формуле:


где t.иск — искомое время, с; U — время прохождения определенного объема воздуха, с; S — площадь ткани, см2; V— объем прошедшего воздуха, см3.

  1. Объемом воздуха (см3), который проходит через 1 см2 ткани в единицу времени (1 с) при заданном давлении (например, при 0,42 мм вод. ст.). В этом случае воздухопроницаемость определяют по формуле:


где А — абсолютная воздухопроницаемость, см3; V— объем пропущенного через ткань воздуха, см3; S — площадь ткани, см2; t — время, с.
Воздухопроницаемость тканей различного назначения колеблется в широких пределах (от 3,5 до 500 дм3/м2-с). Например, бельевые ткани имеют воздухопроницаемость от 50 до 500, платьевые от 100 до 500, пальтовые от 51 до 500 дм3/м2-с.
Для сравнения воздухопроницаемости различных тканей вводят понятие «коэффициент воздухопроницаемости», который выражается числом секунд, в течение которых через 1 ем2 поверхности ткани при толщине ее в 1 см проходит 1 см3 воздуха при давлении 0,42 мм вод. ст.

Указанная величина давления соответствует величине давления воздуха на ткани человека при полном безветрии.
Коэффициент воздухопроницаемости выражается формулой:
где К — коэффициент воздухопроницаемости, с; t —
время прохождения воздуха через ткань, с; 5 — площадь ткани, см2; V—объем воздуха, прошедшего через ткань, см3; Р — толщина ткани, мм; 10—перевод мм в см. Коэффициент воздухопроницаемости для гладкой хлопчатобумажной ткани составляет 76,3 с, для сукна, 18,8—15,7 с; для тонкой шерсти 2,8 с; для рубашечной ткани 0,3 с.
Испытание ткани на воздухопроницаемость производится на специальных приборах, при помощи которых через испытуемую ткань пропускают путем нагнетения или разряжения воздух.
В наиболее простом виде прибор состоит из следующих частей: а) насадки цилиндрической для закладывания ткани с площадью отверстия не менее 10 см2; б) дифференциального манометра, в) газовых водяных часов; г) уравнителя колебания давления (буфер); д) воздуходувки (пылесос).
Объем воздуха, измеряемый газовыми часами, просасывается с помощью насоса через ткань определенной площади под определенным давлением, которое измеряется дифференциальным манометром. Отмечается время (в секундах), необходимое для прохождения определенного объема воздуха.
При монтаже прибора необходимо учитывать, чтобы соединительные трубки были короткие, но возможно большего диаметра для уменьшения сопротивления в системе. Все соединения должны быть герметичны. Прибор должен быть огражден от сотрясений и дополнительного колебания воздуха.
Ход исследования:   из испытуемого материала вырезают образцы, равные окружности насадки. На образце прожигают отверстия соответственно шпилькам насадки. Затем ткань надевают на шпильки, расправляют путем легкого натягивания рукой и сверху зажимают кольцом с гайками. Затем включают воздуходувку и регулируют уровень спирта в манометре. Испытание ткани производится при давлении 0,42 мм вод. ст.

После установки давления отмечается по секундомеру время прохождения 3 л воздуха, что видно по движущейся стрелке газовых часов. Чем плотнее ткань, тем более длительное время проходит через данный образец воздух и наоборот — через более рыхлую ткань этот же объем воздуха проходит быстрее.
С гигиенической точки зрения большое значение имеет сохранение тканью достаточной воздухопроницаемости и во влажном состоянии, т. е. после намокания или обильного смачивания поверхности ткани (потом, водой). Исходя из этого, испытания проводятся с тканями, находящимися как в сухо'воздушном, так и во влажном состоянии, в состоянии минимальной водоемкости. Для получения ткани в состоянии минимальной водоемкости ткань в течение суток замачивают в дистиллированной воде, затем отжимают между листками фильтровальной бумаги до отсутствия на бумаге влажных следов. Во избежание испарения влаги с образца во время опыта насадку необходимо держать в пространстве, насыщенном водяными парами. Для этого насадку с влажной тканью помещают в эксикатор, на боковой стенке которого имеется отверстие для трубки, несущей насадку. Вместо крышки на эксикатор натягивают на расстоянии 1 —1,5 см друг от друга два слоя неплотной влажной ткани. На дно эксикатора наливают воду.
Для сравнения воздухопроницаемости сухой ткани с воздухопроницаемостью ткани, находящейся в состоянии минимальной водоемкости, первую величину принимают за единицу, а воздухопроницаемость влажной ткани выражают в долях и кратных числах к воздухопроницаемости сухой ткани.
Расчет ведут на формуле:

где А — воздухопроницаемость ткани в состоянии минимальной водоемкости, см3; А0 — воздухопроницаемость ткани в суховоздушном состоянии, см3.
Определение отношения тканей к воде. Показателями, характеризующими это отношение, являются: а) содержание воды в тканях (гигроскопичность, водоемкость), б) устойчивость к смачиванию, в) способность к прилипанию и г) способность к высыханию. 

Вода в тканях может находиться либо в виде водяных паров, либо в жидкокапельном состоянии. В первом случае мы говорим о гигроскопичности, во втором — о водоемкости ткани.
Гигроскопичностью называется способность тканей адсорбировать воду в виде водяных паров из воздуха. Эта вода не может быть удалена из ткани выжиманием, а присутствие ее можно установить лишь при помощи взвешивания. Гигроскопичностью определяется одно из важных качеств одежды — способность впитывать парообразные выделения кожи человека.
Гигроскопичность тканей зависит от природы волокон и способа их изготовления, а также от температуры и влажности окружающего воздуха. Различают гигроскопичность в естественном состоянии, т. е. при нормальных микроклиматических условиях (температура воздуха 20 °С и относительная влажность 65%) и максимальную в условиях 100% насыщения комнатного воздуха водяными парами.
При определении гигроскопичности тканей в лаборатории необходимо поддерживать постоянные, по возможности стандартные микроклиматические условия.
Известно, что шерстяные ткани более гигроскопичны, чем хлопчатобумажные. Хлопчатобумажные ткани поглощают воду в количестве около 1/7—1/8 своей массы, шелк — 1/5 массы, шерсть и замша — 1/4—1/3 своей массы.

Определение гигроскопичности тканей в естественных условиях.

Образцы тканей размером 10X10 см, хранимые пр,и обычных микроклиматических условиях, взвешивают на аналитических весах, затем перекладывают их в сушильный шкаф и выдерживают при температуре 100—105 °С до достижения постоянной массы. Разница массы до и после высушивания показывает количество гигроскопической воды. Она выражается в процентах по отношению к постоянной массе того же образца и вычисляется по формуле:

где Мс — масса образца в воздушно-сухом состоянии, г; МП— постоянная масса образца после высушивания, г.

Определение максимальной гигроскопичности.

Образец после высушивания помещают в условия 100% влажности. Влажная камера создается в эксикаторе, на дно которого на высоту 3 — 4 см наливают воду и с целью увеличения поверхности испарения кладут смоченные стружки. Боковые стенки и крышку эксикатора покрывают увлажненной фильтровальной бумагой, края которой соприкасаются с водой.
Образцы помещают в эту влажную камеру так, чтобы они не соприкасались друг с другом, со стенками и крышкой эксикатора.
Через 1 и 24 ч пребывания в камере образцы взвешивают. Изменение массы образца после пребывания его во влажной камере укажет на количество гигроскопической воды, воспринятое данной тканью за определенный отрезок времени. Вычисления проводят по формуле:

где Н — гигроскопичность, %; Мв — масса образца влажного, т. е. после пребывания в атмосфере 100% влажности, г; Мс — постоянная масса этого же образца, г.
Определение максимальной гигроскопичности проводится следующим образом. Из исследуемой ткани вырезают три полоски размером 50X200 мм, помещают в отдельную бюксу.
Затем бюксы с полосками ткани помещают в эксикатор, где относительная влажность воздуха равна 100%. Полоски в развернутом виде оставляют в открытых бюксах в эксикаторе в течение 4 ч. Через 4 ч бюксы закрывают, вынимают из эксикатора и взвешивают на весах с точностью до 1 мг. Затем бюксы с полосками испытуемой ткани помещают в сушильный шкаф и выдерживают там при температуре 105—110°С до достижения постоянной массы, что определяется контрольным взвешиванием. Вычисление гигроскопичности проводят по формуле:

где Н — гигроскопичность, %; gв — среднее из значений массы трех полосок после пребывания во влажном 

эксикаторе; gc —среднее из значений массы трех полосок, высушенных до постоянной массы.
Водоемкость. Водоемкость есть свойство тканей при смачивании водой удерживать ее в своих порах. Различают водоемкость максимальную и минимальную.
Максимальная водоемкость определяется максимальным количеством воды, занимающим все поры ткани при ее полном намокании. Величина максимальной водоемкости выражается в г воды, на 1 г сухой ткани или в процентах. Величина максимальной водоемкости может быть вычислена также из данных средней плотности и пористости ткани по формуле:

где п — пористость ткани, %, сп — средняя плотность ткани.
Например: средняя плотность ткани 0,16, пористость 87%. Отсюда величина максимальной водоемкости, т. е. масса воды, рассчитанной на 1 г сухой ткани:

Чаще всего в лабораторных условиях максимальная водоемкость определяется по ГОСТ 938-45 следующим образом. Образец ткани размером 50X50 мм взвешивают на весах с точностью до 0,1 г. После этого погружают на 2 ч в дистиллированную воду температуры 20±3°С. Извлеченный через 2 ч образец слегка обсушивают с поверхности фильтровальной бумагой и взвешивают на весах. Затем образец снова погружают в воду на 24 ч. По истечении этого срока образец обсушивают с поверхности фильтровальной бумагой (без отжима) и снова взвешивают. Результат перечисляют на образец, высушенный до постоянной массы. Количество впитываемой воды в течение 2 и 24 ч вычисляют по формуле:

или   
где W2,24 — влагоемкость 2 ч или 24 ч, %; Р2 и Р24—
масса образца в г после пребывания в воде в течение 2 и 24 ч; Р — масса образца в г в воздушно-сухом состоянии,
Максимальная водоемкость ткани различна: для байки она составляет 66%, для шерсти 45%, для сатина 13% л т. д.
Минимальная водоемкость — это способность смоченной ткани после ее отжатия сохранять воду в самом веществе ткани. Она выражается количеством воды, остающимся после полного выжимания в пересчете на 1 г сухой ткани.
Минимальная водоемкость в значительной мере зависит от величины пор в ткани: чем они мельче, тем значительнее минимальная водоемкость.
Определяется минимальная водоемкость следующим образом. Образцы ткани размером 50X10 мм предварительно взвешивают на аналитических весах и замачивают дистиллированной водой в течение 24 ч. По прошествии этого срока ткань вынимают, отжимают и снова взвешивают на аналитических весах.
Существует три способа отжатия воды из тканей:

  1. рукой, 2) выжималкой, 3) центрифугированием.
  2. Способ отжимания рукой является наиболее распространенным и заключается в следующем. Образец ткани вынимают и несколько раз сжимают рукой до тех пор, пока вода перестанет стекать каплями. Затем образец расправляют и кладут на гладкую, ровную поверхность на листок фильтровальной бумаги, покрывают сверху другим сухим листком такой же бумаги и прижимают ладонь к ткани. Если на бумаге остаются влажные следы, то ткань помещают между новыми сухими листками фильтровальной бумаги и отжимают, повторяя это до тех пор, пока на фильтровальной бумаге ткань перестанет оставлять следы.
  3. Отжатие выжималкой состоит в выжимании ткани на специальном прессе-выжималке, представляющем собой два валка, прижатых друг к другу и вращающихся в противоположные стороны.

Первые 3—4 раза ткань пропускают через валки без фильтровальной бумаги, а затем с бумагой, которая служит контролем полноты отжатия воды из ткани.

  1. Отжатие центрифугированием заключается в том, что в центрифугу помещают специальную рамку, в  которой натянута ткань. Время вращения и число оборотов устанавливают опытным путем для каждой ткани, Степень отжатия проверяют при помощи фильтровальной бумаги.

После отжатия образцы ткани взвешивают и вычисляют количество оставшейся воды в г на 1 г сухой ткани.
Минимальную водоемкость в процентах вычисляют по формуле:
где Wмин— минимальная водоемкость, %; Рмин — масса образца после отжатия, г; P1— масса образца в воздушно-сухом состоянии, г.
Для байки минимальная водоемкость составляет 20%, для сатина 40%.
Для характеристики степени минимальной водоемкости часто прибегают к вычислению пористости ткани при состоянии минимальной водоемкости, т. е. процента пор, не занятых водой. Определяют по формуле:

где P1 — пористость ткани при минимальной водоемкости, % ; Р — пористость в обычных условиях; Wмин — минимальная водоемкость ткани; Wмакс — максимальная водоемкость.
Например: максимальная водоемкость шерстяной ткани 3,3 г, минимальная 1 г на 1 г сухой ткани, пористость в воздушно-сухом состоянии 81%. Тогда пористость при минимальной водоемкости составит:

Процент свободных пор при минимальной водоемкости сукна составляет 50,8, шерсти 83, хлопчатобумажного полотна 34,4.
Определение капиллярного поднятия воды в тканях. Капиллярными свойствами тканей называется способность ткани поднимать воду по капиллярам на большую или меньшую высоту. Она определяется следующим образом.

Различные ткани, нарезанные полосками размером 1X15 см, нашивают обоими концами на стеклянные палочки и подвешивают на штатив таким образом, чтобы нижняя палочка была погружена в воду на глубину ее диаметра. Через 1 ч линейкой отмеряют частоту поднятия воды в ткани от нижней палочки до границы смачивания ткани.

Определение устойчивости к смачиванию.

Показателем устойчивости к смачиванию является: 1) промокаемость, 2) водоупорность, 3) водопроницаемость ткани. Обычные ткани исследуют на промокаемость, специальные же ткани, предназначенные для защиты от воды, испытывают на водоупорность и водопроницаемость.

  1. Промокаемость — есть свойство тканей смачиваться водой. Величина промокаемости определяется временем, в течение которого наступает промокание.

Образец ткани размером 10X10 см кладут на рамку, на которую помещена фильтровальная бумага. На эту ткань из бюретки подаются с определенной частотой капли воды. Кран бюретки регулируют с таким расчетом, чтобы из него в течение 1 мин вытекало 16 капель (около 1 см3). Высоту падения капель устанавливают в 25 см. Отсчитывают число секунд до появления влажных следов на фильтровальной бумаге, подложенной под ткань.

  1. Водоупорность — это свойство специальных тканей, предназначенных для защиты от дождя (ткани для плащей, накидок, палаток), предохранять одежду от намокания. Пройдя определенный предел водоупорности, ткань становится водопроницаемой.
  2. Водопроницаемость — это способность ткани пропускать воду.

Характер водопроницаемости может быть различен в зависимости от типа плетения волокон ткани или свойств ее пропитки. Некоторые ткани пропускают воду в виде отдельных капель, другие пропускают ее сплошной массой или струями.
Водопроницаемость характеризуют количеством воды в см3, которое пропускает ткань через единицу поверхности в единицу времени (час или минута) при определенных условиях давления воды.
Водоупорность выражается длительностью сопротивления ткани определенному давлению воды в часах и минутах.
Наиболее распространенным методом определения водоупорности является метод «кошеля».

Он заключается в следующем: между двумя укрепленными на стойке рамками размером 30X30 см заживают края ткани так, чтобы ткань свисала внутрь рамки в виде большогo кошеля, в который наливают воду—1; 3,5; 5 л, одновременно отмечают время. Вследствие намокания самой ткани и под давлением воды через определенный промежуток времени ткань начинает пропускать воду. Промежуток времени от начала заполнения водой кошеля до начала пропускания воды обозначают как водоупорность.

Прилипаемость тканей.

Прилипаемость определяется как способность смоченных водой тканей одежды прилипать к телу. Наибольшее прилипание тканей достигается при максимальном их смачивании водой или потом. Наиболее распространенный метод определения прилипания тканей состоит в следующем: одну чашку лабораторных весов заменяют стеклянной пластинкой, которая прилегает к смоченному куску ткани, на другую чашку весов кладут гири до тех пор, пока стеклянная палочка не отстанет от исследуемой ткани.
Необходимая масса для преодоления прилипания выражает величину прилипания.
Следует иметь в виду, что на каждом образце ткани опыт по прилипанию делается только 1 раз, так как при повторении опытов на одном и том же образце условия прилипания изменяются (изменяется поверхность ткани, поднимается ворс и т. д.).
Прилипание для разных тканей представлено в табл. 17.
Определение способности тканей к высыханию. При гигиенической оценке тканей имеет значение не только удержание промежуточной воды, но также и скорость отдачи ее при высыхании.
Таблица 17
Характеристика прилипаемости различных тканей


Название ткани

Величина прилипаемости, г

Креп набивной

200

Габардин

165

Сетка спортивная

55

Бязь

55

Мадаполам

36

Креп суровый

17

Испаряемость — свойство тканей отдавать промежуточную воду путем испарения. Величина эта выражается количеством воды в г, испаряющейся с 1 м2 поверхности в час. 
Определение испаряемости заключается в следующем: образцы ткани размером 10X10 см замачивают в дистиллированной воде в течение 2 с, затем доводят до состояния минимальной водоемкости методом, описанным выше. Образцы взвешивают и затем развешивают на стеклянных палочках в лаборатории при нормальных микроклиматических условиях (температура воздуха 18—20 °С, относительная влажность 65%, скорость движения воздуха 0,1—0,3 м/с). Через 30 мин, 1 или 2 ч образцы вновь взвешивают и определяют количество испарившейся воды за определенный промежуток времени по формуле:

где l1 - масса образца в состоянии минимальной водоемкости, г; l2 — масса образца после высыхания в течение определенного времени (30 мин, 1—2 ч), г.
Теплозащитные свойства тканей. Для гигиенической оценки тканей одежды большое значение имеет изучение их тепловых свойств, влияющих на потери тепла организмом. Характер потери тепла определяется, с одной стороны, теплопроводными свойствами волокон ткани и, с другой стороны, зависит от степени насыщения тканей влагой. Известно, что теплопроводность тонких, гладких тканей (например, льняных и хлопчатобумажных) выше, чем теплопроводность толстых, рыхлых тканей, содержащих в своих порах много воздуха (шерсть). Этим объясняется также и тот факт, что после носки и особенно стирки теплопроводность тканей повышается, что связано с уменьшением количества воздуха в порах тканей.
Особенно повышается теплопроводность при увлажнении ткани потом или водой. При полном смачивании теплопроводность возрастает у шерстяной ткани на 100%, У шелка на 40%. У хлопчатобумажной ткани на 16% по сравнению с сухой тканью. Теплопотеря человека, одетого в увлажненные ткани, будет тем больше, чем больше разница между температурой кожи и температурой наружной поверхности одежды.

Теплозащитные свойства материалов характеризуются их теплопроводностью. Степень теплопроводности материала определяется коэффициентом теплопроводности, выраженным Вт/м °С. Теплозащитная способность материалов находится в обратной зависимости от коэффициента теплопроводности. По уменьшению теплопроводности ткани располагаются следующим образом: капрон, искусственный шелк, лен, хлопок, натуральный шелк, шерсть.
Для различных тканей коэффициент теплопроводности колеблется от 0,033 до 0,070 Вт/м °С, для бельевых трикотажных тканей он составляет 0,038—0,049 Вт/м °С, для платьевых тканей 0,038—0,054, для костюмных тканей 0,042—0,058 Вт/м-°С. В условиях спокойного воздуха коэффициенты теплопроводности тканей различного волокнистого состава, объемной массы, структуры и толщины различаются незначительно, поэтому в расчетах принимается общий коэффициент теплопроводности, равный 0,0495 Вт/м-°С. В условиях ветра этот коэффициент зависит от воздухопроницаемости ткани, метеорологических условий, плотности прилегания одежды к поверхности тела и колеблется в пределах 0,042—0,109 Вт/м-°С. Оценка теплозащитных свойств тканей проводится по термическому сопротивлению (величина, обратная коэффициенту теплопроводности). На термическое сопротивление влияет толщина тканей.
Теплозащитные свойства тканей рассчитывают по формуле:

где — термическое сопротивление тканей, м2-°С/Вт; а — толщина материала, м; R — коэффициент теплопроводности Вт/м-°С. Более полно теплозащитные свойства материалов в условиях эксплуатации характеризуются суммарным термическим сопротивлением (Rсум), представляющим собой сумму термического сопротивления материалов одежды (RM) и сопротивления теплоотдачи с наружной поверхности материала во внешнюю среду (Rn).

где—термическое сопротивление материалов
одежды, м2· °С/Вт;-- сопротивление теплоотдачи с наружной поверхности материала во внешнюю среду, м2-°С/Вт; λ— эффективный коэффициент теплопроводности, Вт/м· °С; λ — коэффициент теплоотдачи с поверхности материала, Вт/м2· °С.
Для практических расчетов принимают λ=0,0495
Вт/м·°С и 0,1 М2. С/Вт.



 
« Ротавирусный гастроэнтерит   Руководство по клинической электрокардиографии детского возраста »