В статье разработаны и исследованы различные сочетания слоев нетканых материалов с учетом массы и толщины, создающие защитный барьер от теплового потока.
Ключевые слова: спецодежда, пакет материалов, тепловой барьер.
Широкое развитие в мире получило производство нетканых материалов на основе различных технологий. В настоящее время выпускается большой ассортимент нетканых материалов с широким спектром свойств для различных областей применения, в том числе и для защиты от внешних тепловых воздействий окружающей среды, как тела человека, так и различных аппаратов и жилища. Современные технологии изготовления нетканых текстильных материалов дают возможность создавать новые материалы с заранее определенными свойствами. Материалы, используемые при изготовлении одежды, должны иметь высокие теплоизоляционные качества, которые зависят не только от состава, технологии изготовления и структуры материалов.
Для выработки нетканых материалов применят комплексные нити и пряжу, полученную различными способами. [1]
До недавнего времени в Республике Казахстан, как правило, использовались лишь крайне необходимые и самые примитивные материалы и методы защиты. В частности, в производстве защитной одежды развитие происходило в основном по пути использования дешевых тканей из натуральных волокон, защитные эффекты которых определялись толщиной ткани, ее весом и пропиткой. При этом в мире уже давно получили признание новые синтетические и искусственные защитные материалы с повышенными факторами защиты, улучшенными технологическими и потребительскими свойствами. [2]
В качестве сырья для получения новых нетканых материалов предлагаются использовать мета-арамидные и шерстяные волокна. Образцы были выполнены механическим методом: иглопробивным и валяльным способами.
На основе проведенных исследований разработаны новые нетканые полотна, образующие тепловой барьер в пакете материалов за счет различных сочетаний слоев. Теплобарьерные слои выполнены из 100 % шерсти (Ш), из 100 % мета-армидных волокон (М), и из 50 % мета-арамидных и 50 % шерстяных волокон (ШМ). В таблице 1 приведены примеры полученных опытных образцов различных слоев:
Таблица 1
Характеристика образцов
|
Условное обозначение |
Виды образцов |
Толщина, (мм) |
Поверхностная плотность, (г/м2) |
|
Ш1 |
шерсть |
0,8 |
137 |
|
Ш2 |
Шерсть |
0,8 |
188 |
|
Ш3 |
Шерсть |
1,1 |
92 |
|
Ш4 |
Шерсть |
1,3 |
119 |
|
М1 |
мета-арамид |
1,0 |
121 |
|
М2 |
мета-арамид |
1,5 |
88 |
|
М3 |
мета-арамид |
0,7 |
100 |
|
М4 |
мета-арамид |
1,3 |
87 |
|
ШМ1 |
Шерсть + м-арамид |
1,0 |
160 |
|
ШМ2 |
Шерсть + м-арамид |
1,1 |
110 |
|
ШМ3 |
Шерсть + м-арамид |
1,6 |
280 |
|
ШМ4 |
Шерсть + м-арамид |
2,0 |
136 |
|
ШМ5 |
Шерсть + м-арамид |
0,5 |
88 |
|
ШМ6 |
Шерсть + м-арамид |
2,2 |
320 |
|
ШМ7 |
Шерсть + м-арамид |
4,5 |
380 |
Для получения многослойного теплоизоляционного материала, спроектированы слои в различных сочетаниях
Таблица 2
Сочетания слоев нетканых материалов
|
№ |
Образцы |
Толщина, (мм) |
Поверхностная плотность, (г/м2) |
|
1 |
М3/ШМ1/М3/ШМ5 |
2,9 |
348 |
|
2 |
М1/ШМ2 |
2,1 |
231 |
|
3 |
М2/ШМ5/М3/ШМ5 |
3,1 |
364 |
|
4 |
М2/ШМ1/Ш2 |
3,7 |
436 |
|
5 |
М4/ШМ4 |
3,3 |
223 |
|
6 |
ШМ1/М3/Ш1 |
2,6 |
397 |
|
7 |
ШМ3 |
1,6 |
280 |
|
8 |
М2/Ш4 |
2,8 |
207 |
|
9 |
М3/Ш1/М3 |
2,0 |
337 |
|
10 |
М3/Ш3/М3 |
2,5 |
292 |
|
11 |
ШМ6 |
2,2 |
320 |
|
12 |
ШМ7 |
4,5 |
380 |
|
13 |
М3/Ш/М3/Ш1 |
3,0 |
474 |
Экспериментальные исследования на устойчивость к воздействию теплового потока пакетов материалов, были выполнены в лабораториях по испытанию текстильных материалов и спецодежды центра СИЗ на базе Донкукского университета(Южная Корея) и испытательной лаборатории МЧС РК согласно ГОСТу СТ РК 1495–2006., ИСО 6942–2007. [3], [4]
На рисунке 1,2 представлены приборы
Рис. 1. Прибор для определения устойчивости к воздействию теплового потока, пакетов материалов, подвергаемых воздействию источника теплового излучения
Для проведения оценки пакетов материалов подвергаемых воздействию источника теплового излучения при плотности падающего теплового потока q = 40 кВт/м2, с индексом передачи теплового излучения НТi12–24 с затраченным временем на подъем температуры, были подготовлены пакеты материалов состоящих из огнестойкого материала ТТС-2 (материал верха) и теплоизоляционной подстежки (нетканые материалы, бязь).
Рис. 1. Анализ исследуемых пакетов материалов при НТi 12
Рис. 2. Анализ исследуемых пакетов материалов при НТi 24
Анализируя результаты испытаний из полученных данных выявлено, что наиболее устойчивыми к воздействию теплового потока при затраченном времени на подъем температуры НТi 12–24 являются следующие образцы: образец 2 при t=39,6сек.; образец 3 при t=38сек., образец 4 при t=36сек.
Литература:
1. Kee Jong Yoon, Kyouong A Hong,. Статья «Effect of Spacer in Multi Layer Thermal Barrier of Firefighting Clothing on Thermal Property and Comfort» Textile Science and Engineering, № 6, 2010, стр 420
2. Перепелкина М. Д., Щербакова М. Н., Золотницкая К. Н., Механическая технология производства нетканых материалов. Учебное пособие., М., Легкая индустрия, 1973.стр36
3. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 1495–2006г стр 8
4. ГОСТ Р ИСО 6942–2007, Система стандартов безопасности труда. Одежда для защиты от тепла и огня. Методы оценки материалов и пакетов материалов, подвергаемых воздействию источника теплового излучения
