Комплексная оценка параметров дизайна и качества изделий, изготовленных из переработанной джинсовой ткани

УДК64.33.71                                        

Актуальность темы. В мировой текстильной промышленности в результате широкого распространения концепции «быстрой моды» (fast fashion) проблема текстильных отходов достигла уровня глобального экологического кризиса. Ежегодно в мире производится миллионы тонн текстильной продукции, из которых примерно 73 % отправляется на свалки или сжигается. Особенно значительную долю отходов составляют изделия из джинсовой (деним) ткани как на этапе производства, так и после потребления. Только в Великобритании ежегодно приобретается около 70 миллионов пар джинсов, что приводит к образованию примерно 260 тысяч тонн джинсовых отходов.

В Узбекистане Указом Президента Республики Узбекистан № PF-60 от 28 января 2022 года, утвердившим «Стратегию развития Нового Узбекистана на 2022–2026 годы», определены задачи по развитию шелковой и шерстяной промышленности, а также по созданию перерабатывающих кластеров в лёгкой промышленности. В этой связи переработка джинсовых отходов и создание на их основе высококачественной продукции не только способствует решению экологических проблем, но и обеспечивает повышение экономической эффективности за счёт использования вторичных ресурсов.

Анализ литературы. В последние годы на международном уровне проводится множество исследований, посвящённых созданию продукции из переработанных джинсовых материалов. В исследовании Karmakar и соавторов был изучен процесс механической переработки постпотребительских джинсовых отходов и производство из них трикотажных полотен. Авторы доказали, что при смешивании переработанных волокон с первичными хлопковыми волокнами в количестве до 50% возможно сохранение основных качественных показателей.

Исследования Anasa и соавторов выявили основные ограничения переработки использованных хлопковых джинсовых отходов. Результаты показали, что добавление переработанного сырья более чем на 10 % значительно снижает прочность и растяжимость пряжи. Кроме того, в процессе механической переработки получается лишь 45–50 % полезного волокна, при этом волокна имеют укороченную длину.

В рамках дизайнерского подхода Reiconics, разработанного Santacruz Zaragoza, изучен опыт создания одежды из переработанных джинсовых материалов на основе принципа мономатериала. Данный подход предполагает отказ от сложных смесовых составов и при- менение экологически безопасных технологий отделки, что обеспечивает возможность дальнейшей переработки изделий.

В исследованиях Siddiqua и соавторов были проанализированы физико-механические свойства (разрыв, прочность на растяжение, прочность швов), стойкость окраски (к стирке и трению), термические характеристики (сопротивление и теплопроводность), а также показатели комфорта (мягкость, жёсткость, воздухопроницаемость) брюк, изготовленных из джинсовых отходов раскроя. Установлено, что прочность переработанных изделий снижается на 4,38 %.

Композитный материал Denimolite, разработанный Myers, демонстрирует возможность создания нового материала для интерьерного дизайна и архитектуры путём объединения джинсовых отходов с био-смолой растительного происхождения.

Среди узбекских исследователей Хаким-жонов И.Ш. в своих работах изучал возможности создания новых моделей одежды, аксессуаров и декоративных изделий из джинсовых отходов. В свою очередь, Элму-родов А.А. проанализировал физико-химические свойства текстильных отходов и разработал технологию получения композиционных материалов на их основе.

Нерешённые проблемы. Анализ существующей научной литературы показывает, что исследования, посвящённые комплексной оценке параметров дизайна и качества изделий, изготовленных из переработанной джинсовой ткани, остаются недостаточно разработанными. В частности, влияние дизайнерских методов, таких как лоскутная техника (пэчворк) и аппликация, на качество и конкурентоспособность продукции, а также соответствие переработанных материалов эргономическим и эстетическим требованиям изучено не в полной мере.

Именно эти вопросы определяют основную цель данного исследования — комплексная оценка параметров дизайна и качества изделий, изготовленных из переработанной джинсовой ткани, а также анализ их соответствия рыночным требованиям и конкурентоспособности.

Материалы и методы исследований

В качестве объекта исследования были выбраны изделия, изготовленные на основе джинсовых отходов, собранных в сотрудни- честве с Научным центром лёгкой промышленности Узбекистана, Ташкентским институтом текстильной и лёгкой промышленности и Наманганским государственным техническим университетом. Исследование проводилось в 2024-2025 годах в лабораториях указанных учреждений.

Объекты исследования:

1-я категория продукции: одежда (жилет, юбка) и аксессуары (сумка), изготовленные из производственных отходов с использованием лоскутной техники (пэчворк).

2-я категория продукции: предметы интерьера (подушка, декоративное панно), изготовленные с использованием волокнистого наполнителя из бывших в употреблении джинсовых тканей.

3-я категория продукции: декоратив-ные изделия, выполненные комбинированным методом (лоскутная техника + аппликация).

Применённые методы

Определение прочности. Испытания проводились на универсальной испытательной машине ZwickRoell в соответствии со стандартом DIN 53857. Для каждого вида изделия было протестировано по 5 образцов, после чего были рассчитаны средние значения.

Определение способности сохранять форму. Показатель оценивался путём определения изменения размеров изделий (%) после 5 циклов стирки согласно стандарту ISO 5077.

Эргономическая оценка. Проводилась 10 экспертами (дизайнеры, конструкторы, технологи) по 5-балльной системе с учётом удобства ношения, свободы движений и уровня комфорта.

Эстетическая оценка. 15 экспертов-дизайнеров оценивали изделия по 5-балльной системе по таким критериям, как гармония цвета, композиционная целостность и художественная выразительность.

Изучение рыночного спроса. Отношение потребителей к изделиям из переработанного денима изучалось посредством онлайн-опроса (n=120 респондентов) и обсуждений в фокус-группах (n=15).

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ физико-механических свойств изделий.

В таблице 1 представлены физико-механические характеристики различных изделий из переработанного денима.

Таблица 1. Физико-механические свойства изделий из переработанного денима

Тип изделия	Содержание переработанного сырья (%)	Разрывная сила (N)	Сохранение формы (%)	Прочность шва (N)
Лоскутный жилет (1-я категория)	100	520 ± 25	3,2 ± 0,3	210 ± 15
Лоскутная сумка (1-я категория)	100	680 ± 30	2,8 ± 0,2	245 ± 20
Подушка с волокнистым наполнителем (2-я категория)	70	–	4,5 ± 0,4	–
Панно, выполненное комбинированным методом (3-я категория)	85	450 ± 20	3,5 ± 0,3	185 ± 12

Как видно из данных таблицы 1, сумка, изготовленная методом лоскутной техники, обладает наибольшей прочностью (680 N), что объясняется конструкцией изделия и комбинацией нескольких слоёв ткани. Разрывная сила лоскутного жилета (520 N) также соответствует эксплуатационным требованиям. В исследованиях Anasa и соавторов отмечалось, что при увеличении доли переработанного сырья более чем на 10 % прочность пряжи значительно снижается. Однако в нашем исследовании изделия, изготовленные даже из 100 % переработанного материала, продемонстрировали достаточные показатели прочности. Это можно объяснить особенностью лоскутной технологии — объединением тканей в несколько слоёв, что способствует повы- шению общей прочности изделия.

По показателю сохранения формы наилучший результат был зафиксирован у лоскутной сумки (2,8 %). Подушка с волокнистым наполнителем показала относительно более высокую деформацию (4,5 %), что связано с её мягкой конструкцией и свойствами сжимаемости наполнителя. В исследованиях Siddiqua и соавторов было установлено, что прочность изделий из переработанных материалов снижается на 4,38 %. В нашем исследовании данный показатель варьировался от 2,8 % до 4,5 % в зависимости от типа изделия, что подтверждает их выводы.

Анализ эргономических и эстетических характеристик изделий. В таблице 2 представлены результаты экспертной оценки.

Таблица 2. Результаты эргономической и эстетической оценки изделий (по 5-балльной системе)

Тип изделия	В и са	S са к! «	о	W		са
Лоскутный жилет	4,6	4,8	4,5	4,7	4,9	4,8
Лоскутная сумка	4,8	–	4,7	4,9	5,0	4,9
Подушка      с      волокнистым наполнителем	5,0	–	4,9	4,5	4,6	4,4
Панно,               выполненное комбинированным методом	–	–	–	4,8	4,7	4,8

Данные таблицы 2 показывают, что все изделия в высокой степени соответствуют эргономическим и эстетическим требованиям. Наиболее высокие оценки получила лоскутная сумка (5,0 по показателю композиции и 4,9 по художественной выразительности). Это подтверждает концепцию «эмоциональной долго- вечности» предложенную Santacruz Zaragozá, согласно которой эстетически привлекательные изделия служат дольше и реже превращаются в отходы.

Лоскутный жилет также получил высокие оценки (4,8 по свободе движений и 4,9 по композиции), что свидетельствует о соответ- ствии изделия эргономическим и эстетическим требованиям. Подушка с волокнистым наполнителем получила наивысшую оценку по показателю комфорта (5,0), однако её эстетические показатели оказались несколько ниже (4,4–4,6), что объясняется её преимущественно функциональным характером.

Отношение потребителей к изделиям из переработанного денима. Результаты онлайн-опроса (n = 120) и обсуждений в фокус-группах (n = 15) показали следующее:

• •    78 % респондентов выразили готовность приобретать изделия, изготовленные из переработанных материалов.

• •    Основные мотивы покупки: экологическая ответственность (65 %), уникальность продукции (58 %) и доступная цена (42 %).

• •    62 % потребителей отметили, что качество изделий из переработанных материалов не уступает изделиям из первичного сырья.

• •    Наиболее востребованные виды продукции: сумки (72 %), одежда (58 %) и предметы интерьера (45 %).

Полученные результаты согласуются с исследованиями Karmakar и соавторов, в которых было доказано, что использование до 50 % переработанных волокон в составе пряжи возможно без значительного ухудшения качества продукции. Кроме того, мировой рынок upcycled denim в 2024 году составил 1,09 млрд долларов и, по прогнозам, достигнет 1,86 млрд долларов к 2031 году, что свидетельствует о растущем спросе на подобную продукцию.

Влияние дизайнерских экспериментов на качество продукции. В ходе исследования были проанализированы показатели качества изделий, созданных на основе различных дизайнерских подходов (лоскутная техника, аппликация, комбинированные методы).

Лоскутная техника. Соединение тканей в геометрические композиции не только повышает прочность изделия, но и создаёт уникальный эстетический эффект. Однако большое количество швов увеличивает требования к их прочности. В нашем исследовании прочность швов лоскутных изделий составила 185–245 N, что выше нормативного требования (150 N).

Метод аппликации. Использование декоративных элементов повышает эстетическую ценность изделий и положительно влияет на их рыночную привлекательность. Эксперты оценили художественную выразительность изделий с аппликацией в 4,8 балла.

Волокнистый наполнитель. Волокнистые наполнители, полученные путём измельчения использованных джинсовых тканей, являются экологически и экономически эффективным решением для изготовления предметов интерьера. Подобно композитному материалу Denimolite, разработанному Myers, в нашем исследовании также было установлено, что такие наполнители обладают высокими изоляционными свойствами.

Рисунок 1. Образцы изделий, изготовленных методом лоскутной техники (пэчворк) из переработанной джинсовой ткани.

Рисунок 2. Влияние различных дизайнерских методов на эстетику изделий (диаграмма).

Анализ конкурентоспособности. На основе полученных данных конкурентоспособность изделий из переработанного денима оценивалась по следующим факторам.

Показатели качества: Все изделия в нашем исследовании соответствуют нормативным требованиям и могут конкурировать с аналогами, изготовленными из первичного сырья.

Экологические преимущества: Производство изделий из переработанного сырья сокращает потребление воды и энергии на 50– 70 %, что позволяет претендовать на экологическую сертификацию (GRS, EIM).

Уникальный дизайн: Методы лоскут-ной техники и аппликации делают каждое изделие уникальным, создавая дополнитель-ную ценность для потребителей.

Ценовой сегмент: Изделия из переработанных материалов занимают средний и высокий ценовой сегмент, ориентируясь на экологически сознательных потребителей.

Заключение

Данное исследование позволило комплексно оценить параметры дизайна и качества изделий, изготовленных из переработанного денима. Изделия, созданные с использованием лоскутной техники, аппликации и волокнистого наполнителя, демонстрируют высокие показатели качества и могут конкурировать с изделиями из первичного сырья. Особенно изделия из лоскутной техники, изготовленные на 100 % из переработанного материала, показали высокую прочность (до 680 N) и эстетические показатели (4,9 балла).

Дизайнерские методы, такие как лоскут- ная техника и аппликация, повышают эстетическую ценность изделий и положительно влияют на их рыночную привлекательность. Эксперты оценили композиционную целостность изделий, выполненных этими методами, в 4,9–5,0 балла.

Онлайн-опрос показал, что 78 % респондентов готовы приобретать изделия из переработанных материалов, что подтверждает наличие рыночного спроса. Основными мотивами покупки являются экологическая ответственность (65 %) и уникальность продукции (58 %).

Для расширения производства изделий из переработанного денима рекомендуется внедрять систему сертификации (GRS, EIM). Также целесообразно разработать локальные образовательные программы по обучению методам лоскутной техники и аппликации.

Развивая исследования И.Ш. Хакимжо-нова и А.А. Элмуродова, необходимо создать полный кадастр джинсовых отходов, собираемых в Узбекистане, и усовершенствовать технологии производства изделий для различных целей.