Исследование санитарно-гигиенических свойств текстильных материалов бельевого назначения

Одним из условий хорошего самочувствия человека, сохранения его высокой работоспособности и здоровья является обеспечение термостабильного состояния организма. Однако биологические возможности системы терморегуляции человека ограниченны, особенно в случае пребывания его в охлаждающей среде.

В связи с этим большая роль принадлежит "поведенческой" терморегуляции, направленной на регулирование теплоотдачи в окружающую среду. Одним из её видов, расширяющих возможности существования и осуществления различного рода деятельности в охлаждающей среде, является использование одежды [1].

Гигиенические требования, предъявляемые к одежде, направлены на обеспечение необходимого тепломассообмена и газообмена организма человека с окружающей средой, уровня температуры тела и кожи, влажности кожи, кожного дыхания. Эти требования могут быть удовлетворены путем использования для одежды материалов с оптимальными показателями таких физико-химических свойств как воздухопроницаемость, влагоемкость, гигроскопичность, термическое сопротивление. Целью исследования является сравнительная физиологогигиеническая оценка теплоизоляционных свойств различных видов белья, изготовленных из материалов, отличающихся структурой и имеющих различный волокнистый состав.

Одежда имеет эстетическое значение, так как определяет вешний вид человека. Однако, основной долью одежды является создание вокруг тела оптимального искусственного микроклимата – пододежный климат, который значимо отличается от климата внешней среды. Физиологические исследования показали, что приятное, комфортное, тепловое самочувствие человека находится в состоянии относительного покоя при рационально подобранной одежде, наблюдается при температуре пододежного воздуха 30-33 °С, относительной влажности 20-40% и содержании углекислого газа не более 0,8%. Естественно при выполнении физической работы пододежный микроклимат человека меняется [2].

Белье защищает тело человека как от загрязнения, так и охлаждения. Оно впитывает влагу, жир, очищает кожу от слущивающегося эпителия, улучшая, таким образом, и дыхательную функцию кожи. За день с поверхности кожи выделяется до 40г кожного жира, от 40 до 800г пота в час (в зависимости от метеорологических условий и интенсивности физической деятельности). Для того чтобы бельевые материалы обеспечивали очистительную функцию, они должны быть гигроскопичными и влагоемкими. В целях сохранения теплозащитной способности материалы не должны препятствовать выделению и испарению пота, а также прилипать к коже во влажном состоянии. Для сохранения теплозащитных свойств влага, впитываемая бельем, должна легко удаляться во внешнюю среду [3].

Определение влагоемкости бельевых материалов проводится редко, также редко этот показатель встречается в научной и учебной литературе, в нормативных документах. Одна из причин такого положения заключается в том, что отсутствуют соответствующие методы и технические средства, позволяющие определять показатель влагоемкости. В ряде работ [4,5,6] приводятся значения влагоемкости некоторых бельевых материалов. Однако, эти данные получены методом замачивания проб материалов в воде и последующем отжиме машинным и ручным способом, что не соответствует реальным условиям контакта материала с мокнущей поверхностью и не раскрывает кинетику этого процесса.

Установление показателей влагоемкости конкретных материалов бельевого назначения методом поверхностного контакта с мокнущей поверхностью позволит достаточно обоснованно выбирать и прогнозировать эффективность и пригодность материалов для изделий бельевого назначения.

В исследовании рассматривается прибор, отличительной особенностью которого является то, что он содержит пористую мембрану, имитирующую мокнущую поверхность. Мембрана расположена в емкости, заполненной жидкостью, что обеспечивает подъем жидкости по каппилярам мембраны до ее поверхности. Влагоемкость определялась на образцах ткани, трикотажа и нетканого полотна после их однократной стирки, а также изучалась кинетика накапливания раствора пота текстильными полотнами при их поверхностном контакте с раствором. Результаты определения влагоемкости пяти образцов каждого вида текстильного материала после однократной стирки представлены на рисунке 1. Погрешность эксперимента составляла не более 10 % [7].

Рисунок 1 – Влагоемкость материалов бельевого назначения: 1- ткань, 2- трикотаж, 3 – нетканое полотно

Как видно из данных, представленных на графике, наиболее интенсивный процесс поглощения влаги для ткани и нетканого полотна продолжается 2–2,5 мин

(120–150 сек.). Максимальное поглощение влаги 250–300 % наблюдается у материалов по истечении 5–5,5 мин (300–350 сек.). Результаты выполненных исследований свидетельствуют о том, что метод определения влагоемкости текстильных полотен путем поверхностного контакта полотна с поверхностью мокнущей керамической пластины, имитирующей поверхность кожи человека, соответствует реальным условиям взаимодействия бельевого полотна и кожи человека, позволяет оценить кинетику намокаемости раствора пота и устанавливать предельную влагоемкость бельевых полотен.

Испытания влагоемкости тканей, трикотажных и нетканых полотен показали, что трикотажное хлопчатобумажное полотно бельевого назначения характеризуется наибольшей как влагоемкостью, так и продолжительностью процесса накапливания раствора пота, а ткань и нетканое полотно уступают трикотажному полотну по этим показателям. Состояние полотна, а именно, стиранное или нестиранное, существенно влияет на влагоемкость и длительность накапливания раствора пота. Так для трикотажного полотна (вискоза + лавсан) влагоемкость проб после 4-х стирок увеличивается на 13–15% при времени контакта с раствором пота до 1440 с, а после 1440 с наблюдается уменьшение влагоемкости на 11–16% в сравнении с влагоемкостью нестиранных проб, для тканей наблюдается резкое снижение влагоемкости после 4-х стирок на 20 – 30%, а для нетканого полотна до 40%.

Также были изучены теплозащитные свойства белья, которые оценивались на основании определения их теплоизоляции с участием человека и путем исследования температуры поверхности кожи в динамике (физическая работа – отдых). На поверхность тела человека крепились датчики в 11 точках для измерения температуры кожи и "сухого" теплового потока (тепломеры). Датчики располагались в области головы (лоб), туловища (грудь, спина, живот, поясница), рук (плечо, кисть), ног (бедро, голень, стопа). После этого на него надевалось белье, и он в состоянии относительного покоя находился в микроклиматической камере в течение 60 минут. В результате проведенных исследований комплектов белья выявлено, что наибольшую теплоизоляцию в относительно "сухом" состоянии имеет комплект белья №3 (внутренняя поверхность материала - акрил 100% , наружная – полиэстер 50% и хлопок 50%). Его теплоизоляция составляет 0,186 °С·м2/Вт. Теплоизоляция комплекта №2 (внутренняя поверхность – 100% полипропилен, наружная – 100% хлопок) несколько ниже (0,180 °С·м2/Вт) практически при одинаковых толщине и массе. Возможно, что причиной большей теплоизоляции комплекта белья №3 является ворсистость материала, иммобилизирующая слой воздуха между ним и поверхностью тела человека. Теплоизоляция хлопчатобумажного белья №1 составляет 0,160 °С·м2/Вт, что согласуется с меньшей его массой и толщиной. Практически его теплоизоляция близка к теплоизоляции шерстяного белья, имеющего меньшую толщину при большей массе. Это означает, что теплоизоляционный эффект белья №1 (хлопок – 100%) обусловлен структурой материала.

Комплекты белья №3 и №2 можно рекомендовать для лиц пожилого возраста, у которых снижен метаболизм, и охлаждение которых может иметь место даже в помещениях с комфортным микроклиматом [2].

При выполнении физической работы белье №2 способствует несколько меньшему, чем хлопчатобумажное №1, перегреванию организма, а во время последующего отдыха - меньшему охлаждению, что является одной из мер профилактики заболеваний простудного характера. В большей степени этот эффект проявляется в области туловища (наиболее интенсивное потоотделение), особенно в поясничной части, охлаждение которой может привести к различного вида неблагоприятным эффектам (радикулит, обострение заболеваний почек и др.). Перечисленное позволяет говорить о предпочтительном выборе белья №2, а не хлопчатобумажного, для эксплуатации в охлаждающем микроклимате.

Использование полученных в работе результатов позволяет осуществлять оптимальный выбор материалов для изготовления бельевых изделий с требуемыми гигиеническими свойствами, учитывая их изменение под воздействием различных факторов.