автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка моделей и экспериментальных методов изучения воздухопроницаемости текстильных материалов

На правах рукописи

КУЛИЧЕНКО АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение производств

текстильной и легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна (кафедра материаловедения). Отдельные разделы работы выполнялись в институте науки и технологии университета г. Манчестера (Великобритания) и лаборатории Ое

ЛЛри1гчпрр^^г тркттитт^нпгп дрпяттгямрнтя унмнепгмт^тя г Р^НТ? 'Бечьгия).

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, проф. Неверов Анатолий Николаевич доктор технических наук, доцент Кирсанова Елена Александровна доктор технических наук, проф. Шустов Юрий Степанович

Ведущая организация:

ООО «Институт технических сукон», Санкт-Петербург

Защита состоится 20 апреля 2005 года на заседании диссертационного совета Д 212.144.01 при Московском государственном университете дизайна и технологии. € /О °°

Адрес: 115998, Москва, ул. Садовническая, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии.

Ауд. 156

Автореферат разослан

2005 г.

Ученый секретарь диссертционного

Жихарев А. П.

Аннотация. Диссертационная работа посвящена развитию исследований одного из важнейших физических свойств текстильных материалов, определяющего их качество, - воздухопроницаемости. В работе представлена классификация функций одежды, дана их систематизированная характеристика, определено место и значимость

1гпмЛтпт1ШРтн пирчетл ттппав ПППА^ТОРТИП П/ ''.'Л'.1,"/' ",.~г

воздухопроницаемости материалов. Изложены теоретические положения, представлены технические решения проблем исследования воздухопроницаемости текстильных материалов различных способов производства и волокнистого состава. С учетом современных представлений о воздухопроницаемости материалов на базе физических представлений разработана и представлена теоретическая модель, описывающая зависимость воздухопроницаемости тканей от характеристик их строения и факторов внешней среды. Разработаны экспериментальные методы оценки воздухопроницаемости материалов в условиях, приближенных к эксплуатационным, в том числе в условиях одновременного влагопереноса, в условиях пространственного многоосного растяжения высокорастяжимых полотен. Представлены модели, описывающие зависимость воздухопроницаемости от предложенного комплексного показателя структуры нетканых материалов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. К числу свойств текстильных материалов для одежды, которыми в значительной степени определяется ее качество, относятся свойства, благодаря которым обеспечивается теплорегуляция организма человека и возможность эвакуации продуктов его жизнедеятельности из пододежного пространства. Таким образом, способность материалов быть проницаемыми является одной из важнейших их функций в одежде. Начало изучения свойств, обеспечивающих комфортность одежды, относится к концу XIX в., когда в этой области исследований стали внедряться экспериментальные методы в России - Доброславиным, за рубежом - Рубнером, Бартоном, Эдхолмом. Актуальность изучения этих свойств в настоящее время возрастает, что связано с развитием технологий создания новых видов материалов, расширением их ассортимента, появлением новых условий их эксплуатации.

К числу важнейших свойств материалов, обеспечивающих их комфортность, относится воздухопроницаемость. Кроме того для материалов определенного назначения (фильтровальные, парусные, парашютные) это свойство является главным, определяющим их качество.

Процессы проницаемости пористых сред впервые были изучены Д'Арси, который зависимость проницаемости от напора представил

линейной функцией. На законе Д'Арси базировались первые исследования воздухопроницаемости тканей, проводившиеся Рубнером. Дальнейшие исследования Рекка, Флоринского, Форхгеймера, Ханжонкова, Зеленко были направлены на изучение скорости прохождения жидкости/газа через пористые материалы и показали, что с возрастанием скорости фильтрации ее зависимость от напора перестаёт быть линейной. В текстильном материаловедении это явление отражено в уравнении Рахматуллина. Наиболее полно исследования воздухопроницаемости тканей представлены в работах Архангельского, который ввел применяемую в настоящее время характеристику «коэффициент воздухопроницаемости», разработал классификацию текстильных материалов по их воздухопроницаемости, изучил влияние строения, в частности сквозной пористости на воздухопроницаемость тонких тканей полотняного и саржевого переплетений. Изучению влияния различных характеристик строения на воздухопроницаемость материалов впоследствии были посвящены работы Шпершнейдера, Клейтона, Кесвелла, Херла и Меридита, Лэмба, Констанцы и Миллера, Горбача, Кондрацкого, Котари и А. Ньютона, Шустова. Результаты проведенных исследований сводились, главным образом, к констатации фактов зависимости воздухопроницаемости тканей от тех или иных характеристик их строения, но не обеспечивали реальных возможностей проведения расчетов воздухопроницаемости и прогнозирования этого свойства для вновь проектируемых материалов.

Применявшиеся методы оценки воздухопроницаемости предусматривали проведение испытаний в большинстве случаев в стандартных климатических условиях, что часто не соответствует реальным эксплуатационным условиям и, как следствие, может давать недостоверные результаты. До настоящего времени изучение свойств материалов, в том числе и воздухопроницаемости, продолжает базироваться главным образом на прежнем методологическом фундаменте. Экспериментальные исследования проводятся, как правило, в стандартных условиях, которыми не отражаются реальные условия эксплуатации материалов и возможные изменения их свойств. Получаемые таким образом результаты достоверны для стандартных условий, а выводы на их основе - для исследованных объектов. Существующий подход к проведению исследований, базирующихся на изучении уже изготовленных материалов, на разработку и создание которых затрачены определенные интеллектуальные и материальные ресурсы, оказывается также и экономически невыгодным.

В этой связи актуальными являются

- разработка теоретических и экспериментальных моделей, позволяющих осуществить расчет и прогнозирование воздухопроницаемости для проектирования и изготовления материалов с заданной воздухопроницаемостью;

- создание методов оценки воздухопроницаемости материалов в условиях приближенных к эксплуатационным, позволяющих повысить достоверность получаемых результатов.

Актуальность данной диссертационной работы подтверждается также тем, что ее разделы выполнялись в соответствии с заданиями на проведение научно-исследовательских работ по

- комплексно-координационному плану НОТ Минлегпрома СССР и Минвуза СССР по теме «Изучение строения и свойств текстильных материалов» (1981 - 1985 гг.);

- координационному плану НИР по проблемам охраны труда в ВУЗах на 1981 - 1985 гг.;

- целевой комплексной программе ОЦ 018 Государственного комитета по науке и технике;

- комплексно-координационному плану основных работ по текстильному материаловедению в научно-исследовательских организациях Минлегпрома и ВУЗах МинВУЗа на 1986 - 1990 гг.;

- научно-исследовательской программе ГКНТ и Госкомобразования «Текстиль. Товары народного потребления», раздел «Изучение новых видов химических волокон, текстильных материалов и разработка теоретических принципов оценки их свойств, исходя из условий переработки и эксплуатации» (1996 - 2000 гг.),

а также в соответствии с тематическими планами важнейших НИР и ОКР ЛИТЛП и СПГУТД по следующим темам:

- «Разработка методов и изучение физических и механических свойств текстильных материалов при действии различных сред и в различных условиях» (1986 - 1990 гг.);

- «Исследование, разработка и экспериментальная апробация моделей прогнозирования проницаемости текстильных материалов различных структур» (1995 - 1996 гг.);

- «Анализ существующих и разработка комплексного метода оценки комфортности одежных материалов на основе применения современных аналитических и инструментальных методов оценки их свойств (1997 -1998 гг.);

- «Анализ и теоретическое обоснование нового метода прогнозирования комфортных свойств материалов для одежды различного назначения в соответствии с условиями эксплуатации» (1999 - 2000).

Цель работы. Целью данной диссертационной работы являлось развитие научных основ оценки и прогнозирования воздухопроницаемости текстильных материалов различных способов производства, создание методов и средств изучения воздухопроницаемости материалов в условиях, приближенных к условиям их эксплуатации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- определить значимость воздухопроницаемости в общем комплексе свойств материалов одежды, определяющих их качество;

- провести анализ современных методов и приборов для оценки воздухопроницаемости с целью выбора обеспечивающих наиболее достоверные результаты;

- обосновать и выбрать объекты исследований:

- исследовать характер процесса течения воздуха в текстильных материалах при перепадах давления, соответствующих условиям их эксплуатации в одежде;

- изучить влияние характеристик структуры материалов на их воздухопроницаемость, выявить наиболее значимые;

- на основе физических представлений о течении газов через пористые структуры, результатов исследования характера течения и наиболее значимых параметров структуры материалов разработать модели, описывающие зависимость коэффициента воздухопроницаемости от строения полотен и условий испытаний;

- провести экспериментальную проверку и оценку разработанных моделей;

для приближения условий лабораторных испытаний к эксплуатационным разработать устройства и методики, позволяющие исследовать влияние а) влагопереноса на воздухопроницаемость материалов различных структур и волокнистого состава, б) многоосного растяжения на воздухопроницаемость текстильных полотен;

- для выбора оптимального вида шва исследовать воздухопроницаемость участков тканей с различными шовными соединениями.

Основные методы исследования. Методологической основой представленных в диссертации теоретических и экспериментальных исследований явились сложившиеся в материаловедении волокнистых материалов и изделий текстильной и легкой промышленности традиционные и новые научные представления о проницаемости материалов. В работе использованы математические законы и уравнения, основные положения молекулярной физики, механики жидкостей и газов, газо- и гидродинамики, теории подобия, теории сорбции и массопереноса, методы структурного анализа материалов, в том числе электронная микроскопия.

Применены методы математического моделирования, математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа. Использованы операционные системы Windows 6.0, Windows 98, Windows ХР, программные продукты «Statgraf», «Origin 6.1».

Объекты исследований. Методы и средства измерений и испытаний, материалы для одежды - ткани, трикотажные полотна, нетканые материалы.

Научная новизна исследований. Научная новизна результатов проведенных исследований состоит в следующем:

- развиты теоретические представления о процессе прохождения воздуха через текстильный материал и впервые разработана теоретическая модель, позволяющая на основе информации о строении тканых структур и вязкости проходящей через них среды прогнозировать их проницаемость;

предложены в систематизированном виде характеристики функций одежды; определено место и значимость комфортности одежды в общей системе её функций, изучены главные составляющие комфортности и свойства материалов, ее определяющие, к числу важнейших из которых относится воздухопроницаемость;

- предложен комплексный показатель строения тканей, на основании значений которого возможен теоретический расчет их воздухопроницаемости;

- предложен новый показатель, характеризующий сжимаемость текстильных материалов;

- разработаны устройство и методика оценки воздухопроницаемости текстильных материалов в условиях приближенных к эксплутационным, позволяющие экспрессно оценивать роль диффузионной и сорбционной составляющих влагопереноса;

- разработано устройство, обеспечивающее возможность проведения измерений коэффициента воздухопроницаемости текстильных полотен при различных степенях их многоосного растяжения;

- получены модели, описывающие изменение воздухопроницаемости полотен различных структур при их растяжении;

- предложен новый комплексный показатель структуры нетканых материалов различных способов производства, учитывающий характеристики их строения - поверхностную плотность, толщину, заполнение волокном, объемную массу;

- разработаны экспериментальные модели для прогнозирования воздухопроницаемости нетканых материалов.

Практическая значимость результатов работы. Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что полученные при её выполнении результаты позволяют решать следующие задачи:

- осуществлять расчёт и прогнозирование воздухопроницаемости тканей на этапе их проектирования и при эксплуатации;

- получать результаты измерений воздухопроницаемости материалов с высокой достоверностью на приборах выбранных на основе сопоставительного анализа инструментальной базы российского, венгерского и британского производства;

- проводить структурную оценку тканей на основе методов, обеспечивающих получение достоверных данных;

экспрессно оценивать роль волокна в процессе переноса влаги через материал, например при эвакуации влаги из пододежного пространства;

- проводить измерения воздухопроницаемости полотен в деформированном состоянии, соответствующем условиям их

- прогнозировать воздухопроницаемость нетканых материалов по заданным значениям характеристик их строения.

Результаты научных исследований, представленных в диссертационной работе, и рекомендации выработанные на их основе внедрены в ЗАО «Научно-производственное объединение специальных материалов», ЗАО «Катод-Текстиль», ООО Научно-производственная фирма «Коруна», ОАО «ЦНИИ по переработке штапельных волокон», ООО Научно-производственная фирма «ТЕХНИКОМ», ООО «Институт технических сукон».

Решение в диссертации проблемы проектирования текстильных материалов с заданной воздухопроницаемостью и ее оценки в условиях, приближенных к эксплуатационным, имеет социальную значимость, так как создает возможность обеспечения соответствия свойств изготавливаемых материалов и одежды из них гигиеническим нормам, содержащимся в Постановлении Главного государственного санитарного врача РФ № 51 от 17.04.2003 «О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.4.7./1.1.1286-03», по которому воздухопроницаемость отнесена к числу трех важнейших регламентируемых физико-гигиенических показателей изделий I, II и III классов.

Значение полученных результатов для теории. Для теории

существенное значение имеют представленные:

- концепция разработки методов оценки и расчета характеристик свойств материалов;

- развитые теоретические представления о процессе прохождения воздуха через пористый текстильный материал;

- теоретическая модель, позволяющая прогнозировать проницаемость тканых структур на основе данных об их строении и вязкости проходящей среды;

- модели воздухопроницаемости текстильных материалов различных способов производства;

- методы исследования и оценки воздухопроницаемости материалов в условиях, приближенных к эксплуатационным.

Достоверность проведенных исследований. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в работе, подтверждается сопоставимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с применением основных положений газо- и гидродинамики, современных методов исследований

структурных характеристик материалов и анализа результатов эксперимента, а также широкой апробацией полученных данных, их положительными оценками при опубликовании в научных изданиях как в РФ, так и за рубежом, позитивной и заинтересованной оценкой со стороны промышленности.

Статистичекая обработка результатов эксперементальных исследований характеристик строения и свойств материалов осуществлялась с применением современных методов, в том числе с использованием программ «Statgraf» и «Origin 6.1».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях и симпозиумах:

• Республиканская научно-практическая конференция. Иваново, 1983;

• Конференция «Современная техника и технология х/б производства и перспективы развития отрасли». Иваново, 1984;

• XT Всесоюзная научная конференция по текстильному материаловедению. Москва, 1984;

• XII Всесоюзная научная конференция по текстильному материаловедению. Киев, 1988;

• Научно-технические конференции СГТГУТД . 1995, 1997, 2000;

• 77 Всемирная конференция Текстильного института (Textile Institute's 77th World Conference). Тампере, Финляндия, 1996;

• 4-й Симпозиум Королевского химического общества COPS-IY (Characterization of Porous Solids). Бат (Bath), Великобритания, 1996;

• Конференция Французского текстильного института и общества волоконщиков США (Fiber Society Conference). Мюлуза, Франция, 1997;

• Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества» (Материаловедение-99). Черкизово, 1999;

• II Международная научно-практическая конференция «Материаловедение - 2002». Черкизово, 2002,

а также на научных семинарах:

- факультета текстильной технологии Института науки и техники Университета Манчестера, Великобритания;

- научно-исследовательской текстильной лаборатории De Meulemeester департамента текстиля Университета г. Гента, Бельгия;

- кафедры материаловедения Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.

Теоретические обобщения, новые научные положения, связанные с теорией воздухопроницаемости материалов, разработанные методы и средства оценки воздухопроницаемости материалов используются в лекционных курсах и лабораторных практикумах для подготовки

дипломированных специалистов по направлению 656100 «Технология и конструирование изделий легкой промышленности», по специальности 052400 «Дизайн», для подготовки магистров по направлению 553900 «Технология, конструирование изделий и материалы легкой промышленности», включены в учебные пособия и методические

и том сшпр (V г|''п И С БОЗДуХОПрОНМЦН^МОСТМ Т-КСТТ?.7ХЬНЫХ

материалов». Л., ЛИТЛП, 1983, 10 с; «Физические свойства текстильных материалов». Л., ЛИТЛП, 1987, 31 с; «Методы исследования свойств текстильных изделий». Л., ЛИТЛП, 1988, 69 с; «Терминологический словарь по текстильному и швейному материаловедению». С-Петербург, 1998, 122 с, Лабораторный практикум «Текстильное материаловедение». /СП6.-СПГУТД.-2002, используются в УИРС, курсовом и дипломном проектировании.

Личный вклад автора. Личный вклад Куличенко А.В. состоит в определении и формулировании основной идеи и темы диссертационной работы, которая определила развитие научных основ материаловедения производств изделий текстильной и легкой промышленности в области изучения строения и проницаемости материалов, разработки методов научных исследований, идей, теории и экспериментальной практики исследований по данному направлению.

Автором впервые разработаны теоретические и эмпирические модели, позволяющие прогнозировать воздухопроницаемость материалов на основе информации об их характеристиках строения, устройства и методики для исследования воздухопроницаемости текстильных материалов в условиях, приближенных к эксплуатационным. Куличенко А.В. разработал программы, руководил и принимал непосредственное участие в практическом выполнении экспериментальных исследований.

Автор защищает:

- развитые в работе научные представления о процессе прохождения воздуха через пористые волокнистые системы;

- теоретическое обоснование разработанной физической модели, позволяющей на основе информации о строении тканых структур и вязкости проходящей через них среды прогнозировать их проницаемость;

- разработанные экспериментальные модели прогнозирования воздухопроницаемости нетканых материалов различных способов производства;

- теоретическое обоснование технических решений разработки устройств, обеспечивающих проведение испытаний материалов на воздухопроницаемость в условиях, приближенных к эксплуатационным;

- экспериментальные методы оценки воздухопроницаемости материалов в условиях одновременного влагопереноса, в условиях пространственной деформации полотен и на участках, имеющих шовные соединения;

- предложенные в работе новые комплексные показатели строения тканей и нетканых материалов для расчета и прогнозирования их воздухопроницаемости.

Публикации. По теме диссертации лично и в соавторстве опубликовано 42 работы, в том числе 11 статей, в изданиях, включенных в описок утйепжшенньгй RAK" при Министерстве образования и науки РФ Ряд материалов опубликован в зарубежных научных изданиях, таких как Journal of the Textile Institute (Великобритания), Vlakna a Textil (Словакия), Journal of Federation of Asian Professional Textile Associations (Гон-Конг), Fibre Chemistry (США).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общего заключения по работе, списка литературы и приложений. Изложена на 340 страницах, включает 115 рисунков, 69 таблиц, 191 библиографический источник. Приложения представлены на 99 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности проведенных исследований. Сформулированы цели работы и задачи, которые решались в ходе ее выполнения для достижения поставленных целей. Дана характеристика применявшихся методов исследований, научной новизны, практической значимости и реализации результатов работы. Приведены данные об апробации работы и о публикациях по работе.

Первая глава содержит характеристику основных функций одежды. Приведена номенклатура комплексных и единичных показателей качества материалов одежды. Определена роль комфортности в общем комплексе свойств материалов одежды. Установлены факторы, влияющие на теплоощущения человека и определяющие интенсивность тепло- и массообмена между телом и окружающей средой. Дана характеристика оптимального пододежного микроклимата. Показано, что в общем комплексе свойств материалов, определяющих их качество, в том числе соответствие условиям эксплуатации, одним из важнейших свойств, с которым тесно связана вентилируемость и комфортность одежды, является воздухопроницаемость. В связи с возрастанием требований к качеству материалов и изделий из них, расширением их ассортимента изучение зависимости воздухопроницаемости от строения материалов, обеспечение возможности ее расчета и прогнозирования на стадии проектирования материалов с заданными параметрами свойств является актуальным.

Вторая глава посвящена научному обоснованию и разработке теоретической модели воздухопроницаемости тканей. Представлена эволюция взглядов на физическую сущность процессов прохождения жидких и газообразных сред через пористые системы и проанализированы современные представления о воздухопроницаемости текстильных

материалов. На основе критической оценки ранее проведенных исследований выявлены их основные недостатки:

- модели, описывающие зависимость воздухопроницаемости от строения, учитывали единичные показатели структуры материалов и имели ограниченные области допустимых значений;

nnUMPUannjUP^Q М i^fn 11.' 11 Г' iv I [f 'UI/i |<'> -ц ( nnufinwacpuuf" VflTARUU

испытаний материалов на воздухопроницаемость к условиям их эксплуатации;

- отсутствовала теоретическая и экспериментальная база для проектирования полотен с заданной воздухопроницаемостью.

На основании эксперимента по оценке воздухопроницаемости тканей различного волокнистого состава, строения и назначения, проведенного на приборах FF-12 (Венгрия), ВПТМ-2 (Россия) и «Shirley Airpermeameter» (Англия), показана высокая воспроизводимость результатов проведенных измерений на ВПТМ-2 и «Shirley Airpermeameter». Соотношение результатов измерений воздухопроницаемости, полученных на этих приборах, находилось в пределах 0,83 < Втш / BShirlcl < 1,07 и составило в среднем Соотношение результатов, полученных на

приборах FF-12 (BFF) и «Shirley Airpermeameter», находилось в пределах 0,93 < BFf / Bshrlct < 1,61 и составило в среднем BFt.! BShMy г 1,32. Значения коэффициентов корреляции данных составили: rFF Shlrtsr = 0,98 и На основании результатов эксперимента для дальнейших исследований рекомендован прибор ВПТМ-2.

Изучен процесс течения воздуха через ткани в диапазоне изменения перепада давления от 5 • 9,81 до 200 • 9,81 Па, что соответствует условиям эксплуатации материалов одежды. На основе полученных результатов показано, что зависимость скорости движении воздуха через материалы от перепада давления в переделах, соответствующих условиям эксплуатации одежды, имеет линейный характер. Проведен расчет значений числа Re при исследованных перепадах давления и соответствующих им скоростях движения воздуха через исследованные ткани. Сопоставлением рассчитанных значений числа Re с приводимыми в научной и технической литературе значениями, соответствующими началу отклонения режима течения от ламинарного, подтверждено, что течение воздуха через материалы одежды в условиях, соответствующих эксплуатационным, имеет ламинарный характер.

При прохождении жидкой или газообразной среды через пористую систему, каковой является текстильный материал, одна часть энергии расходуется на преодоление сопротивления о преграду, а вторая - на преодоление инерционных сил. С уменьшением размера пор, через которые имеет место трансмиссия среды, потери на преодоление трения возрастают. Зависимость коэффициента сопротивления Л от Re описывается уравнением Блазиуса:

где А - показатель, зависящий от структуры материала;

п коэффициент, характеризующий режим течения

Для ламинарного режима течения Л зависит только от Re и теоретическая формула (1 ) имеет вид

Я - 64/Ке, ( 2 )

т.е. в уравнении (1 )

Для модели пористых материалов, представляющих систему параллельных труб, при ламинарном режиме течения расчет базируется на формуле Пуазейля для одного капилляра: АР .

<? = *---<Л (3)

к~ 1'

где - расход жидкости/газа через пористую систему,

IV - объем жидкости, прошедшей через пористую систему, м ; г - время, с; АР - перепад давления, Па; Ь - длина поры (или толщина пористой системы), м; й - диаметр поры,м;

к - коэффициент пропорциональности, (Па • с)"1, связь которого с вязкостью жидкости/газа I* выражается формулой Стокса:

Формула ( 3 ) с учетом (Ьоомулы Стокса для п пор имеет вид: ж-Ы4 'АР

(4)

Число Re для течения в поре, имеющей постоянную по всей длине величину и форму поперечного сечения, может быть рассчитано после определения ее характеристического размера - гидравлического диаметра . 45

П

(где

5

площадь поры,

Я

периметр поры). В случае

представления ткани в виде пористой системы типа «идеальный грунт» (рисунок 1) следует учитывать, что длина поры (см. рисунок 2а) не превышает так называемого «начального» участка, для которого характерно распределение скоростей, отличающееся от параболического, которое устанавливается при ламинарном режиме течения на некотором расстоянии от входа £ =. Ьпт, которое, например, по данным Шиллера составляет -- 0,029й? • Ие . Кроме того, для пористой системы типа ткани при оценке ее сквозной пористости в расчет берется минимальное расстояние между соседними нитями (см. рисунок 2Ь), в то время как

на входе и выходе площадь поперечного сечения поры может быть значительно больше (¿„^ на рисунке 2Ь).

Рисунок 1 - Модель пористой системы «идеальный грунт»,

представляющая собой систему параллельных капилляров

Рисунок 2 - а) Модель «идеальный грунт» с длиной поры, соизмеримой с ее диаметром Ь ) Условный вид сечения ткани

Этим объясняется, почему при ламинарном режиме течения коэффициент Л, рассчитанный по формуле Пуазейля для структур типа сеток имеет более высокие значения (Л„т1, - 64/Ке) по сравнению с полученными экспериментально, составляющими около 2/3 теоретически, т.е.

Лмгл ~ 40 / Ие По формуле Вейсбаха-Д'Арси

от рассчитанных

(5)

Д/>- л

о-гг2- ь

2 Л„

,о плотность жидкости/газа; 2Г - скорость движения жидкости/газа в поре; £ - толщина пористого материала (длина поры); г/ - гидравлический диаметр поры.

(6)

Исходя ит того, что для случая полного «смачивания» поры ^ = а,Ю1>ы, экспериментально полученная -зависимость /.(Ие) составляет / ; й - 40/Ре

V Ч

и с учетом того, что Ие -- -- - - - ■,

160 "5

где - кинематическая вязкость жидкости/газа.

Далее из (6 ) и (7) следует, что

а-гг ■■)>

АР = 80-

Так как ^ -,«/£>, то формулу ( 8 ) можно представить в виде: ДР = 80//• 7Т ,

(7)

(8)

(9)

где /V - динамическая вязкость жидкости/газа.

Введя обозначения - скорость фильтрации всего потока

через пористую систему, Я, - сквозная пористость, можно записать:

2Г =

2ГдЬ

Тогда из (9) и (10 ) :

ДР - 80// • 21

0

(Ю)

(11)

или

где

ДР = 80//-?£ ~ . (12!

л: - комплексный показатель структуры материала

К„

(13:

шр ь >

Из ( 11 ) зависимость скорости прохождения воздуха через ткань от величины перепада давления может быть описана выражением

2Е (14)

которое представляет собой модель, описывающую зависимость скорости прохождения через ткань воздуха от перепада давления, , основанную на представлении структуры ткани в виде системы параллельных капилляров с учетом ламинарного характера течения.

Третья глава посвящена экспериментальной оценке разработанной модели (14), описывающей зависимость скорости прохождения воздуха через ткань от характеристик ее строения, величины перепада давления с учетом вязкости воздуха. Рассмотрены и проанализированы методы оценки характеристик структуры ткани, учитываемых рассматриваемой моделью.

В процессе прохождения воздуха ткань не подвергается деформации сжатия, как это имеет место при определении толщины стандартным методом. Значения толщины тканей в недеформированном состоянии были определены на основе экспериментального установления характера зависимости толщины Ь от величины сжимающего усилия Ж (рисунок 3), которое представлено уравнением вила:

и последующего экстраполирования для определения толщины тканей при Ж = 0. Сопоставление значений толщины тканей, полученных экспериментально при Ж = 0,2 сН, и значений толщины при Ж= 0, полученных экстраполированием, показало, что их различия находятся в пределах значений среднего квадратического отклонения по выборке, что позволило в дальнейшем использовать значения толщины тканей, экспериментально определенные при Ж - 0,2 сН, как соответствующие толщине Ь в недеформированном состоянии. С учетом уравнения ( 15 ) в главе предложено в качестве характеристики сжимаемости материалов, которая характеризует их «податливость» при сжатии, использовать

первую производную которая из ( 15 ) имеет вид: йР

(16)ас= с/ Л-ехр(с^ Р)

Сжимаемость материала в исходном недеформированном состоянии (при Р - 0) определится в этом случае из выражения:

Рисунок 3 Зависимость толщины тканей от величины сжимающего усичия

Проведен сравнительный анализ методов оценки сквозной пористости тканей

- расчетного (метол 1), основанного на определении величины поперечника нитей по формуле 0,0367 у[т/д, с использованием данных об их линейной плотности Т и последующем вычислении сквозной пористости по формуле.

«с

■\-\4яП0+с1^П) -10 п п )

(18)

- расчетно микроскопического (метод 2), при котором осуществляются измерения поперечника извлеченных из ткани нитей при помощи оптического микроскопа с последующим вычислением сквозной пористости по формуле (18 );

- проекционного метода (метод 3) по микрофотоснимкам образцов тканей, полученных на электронном сканирующем микроскопе (рисунок

4).

Рисунок 4 - Микрофотографии образцов тканей, полученные на микроскопе 181 100А

Гидравлический диаметр пор рассчитывался по формуле (С. 13): 45

с1„ =-

(19)

П

/С I 100 ^ 1. 100 ^

где 5 -- площадь поры (5 =а-Ь,а = ——Ыа,Ь=——

п . периметр поры (П - 2 (л + *■)).

В случае определения проекционным методом значения гидравлического диаметра пор <1" рассчитывались по формуле: <11

(20)

где <

гидравлическии диаметр, рассчитанный по значениям и с!у, определенным по методу 2,

к:

где Щ и Я" - значения сквозной пористости, определенные соответственно по методам 2 и 3.

Анализ данных (таблица 1), полученных на основе указанных методов, позволил сделать следующие заключения:

- результаты определения и зависят от выбранного метода их оценки и могут существенно отличаться при применении разных методов для одного и того же материала;

- расчетный метод дает значения Я, и с!л существенно отличающиеся от получаемых другими методами, часто значительно их превышая. Это объясняется тем, что а) использование данного метода основано на допущении, что поперечник нитей имеет круглую форму, б) методом не учитывается сплющенность нитей в структуре ткани и их ворсистость, в) при расчетах диаметров нитей используются приводимые в справочной литературе значения средней плотности (объемной массы) нитей, которые могут отличаться от фактических значений;

- результаты определения и с111 расчетно-микроскопическим методом существенно отличаются от результатов, полученных расчетным методом, и могут считаться более достоверными. Погрешность определения Д по расчетно-микроскопическому методу связана с а) изменением формы поперечника нитей после их извлечения из структуры ткани, б) измерением поперечника нитей в разных плоскостях в то время как сквозная пористость ткани связана с величиной поперечника нитей в плоскости ткани, в) отсутствием учета ворсистости нитей, влияющей на размер сквозных пор;

- проекционный метод позволяет оценивать фактическую величину сквозной пористости с учетом сжатия нитей в плоскости ткани и их

Таблица 1 - Результаты расчетов, полученные на основе оценки сквозной пористости по методам 1, 2 и 3

Номер образца Толщина £, мм х 10'3 По методу 1 По методу 2 По методу 3 ^оу м/с

¿4>м х 10'3 м/с й(, , м х 10"3 м/с N м х 10° с-^оосу м/с

1 0,191 0,157 0,345 1,493 0,137 0,251 0,830 0,20 1,26 0,122 0,527 0,758

2 0,227 0,173 0,274 1,216 0,135 0,208 0,562 0,11 1,89 0,098 0,157 0,208

3 0,438 0,206 0,223 0,726 0,179 0,171 0.421 0,09 1,90 0,130 0.117 0,166

4 0,516 0,330 0,346 2,457 0,261 0,220 0,977 0,14 1,57 0,208 0,396 0,459

5 0,698 0,093 0.111 0,046 0.109 0,133 0,076 0,12 1.11 0,104 0,062 0,116

6 0,664 0,103 0,113 0,061 0,045 0,037 0,004 0,07 0,53 0,062 0,014 0,048

7 0,629 0,160 0,167 0,229 0,111 0,092 0,061 0,05 1,84 0,082 0.018 0,028

8 0,631 0,358 0,349 0,240 0,256 0,179 0,626 0,09 1,99 0,182 0,159 0.182

9 0,585 0.282 0,254 1,162 0,189 0,135 0,277 0,11 1,23 0,171 0,184 0,381

10 0,626 0,089 0,076 0,032 0,088 0,068 0,028 0,05 1,36 0,075 0,015 0.047

11 0,522 0,355 0,273 2,218 0,260 0,145 0,632 0,11 1,32 0,226 0,363 0,412

12 0,466 0,332 0,286 2,142 0,203 0,123 0,366 0,10 1,23 0,203 0,298 0,350

13 0,520 0,128 0,128 0,136 0,179 0,236 0,489 0,22 1,07 0,173 0,425 0,755

14 0,470 | 0,259 0,265 1,233 0,228 0.206 0,767 0,09 2,29 0,151 0,146 0.361

ворсистости. Одиночные волокна на поверхности нитей, которые частично закрывают сквозные поры, не оказывают существенного сопротивления потоку, в связи, с чем полученные по данному методу значения Д оказываются меньше фактических, которыми ткани обладают в условиях проходящего потока воздуха. Соответственно рассчитанные с

„..„„„„„К О" т, Л» ! 1 л \ , 7Т///

пышлммиашшп *м>и ДЫ1ПП ч и, \ / "«ш ш"» £/

оказываются заниженными по сравнению с фактическими 2УШ .

Проведенные регрессионный и корреляционный анализ показали, что наибольшая корреляция воздухопроницаемости с исследованными характеристиками структуры наблюдается при их определении по проекционному методу. Значения коэффициента корреляции между экспериментально определенной скоростью воздушного потока и сквозной пористостью, определенной разными методами, составили: 0,42 (метод 1), 0,77 (метод 2), 0.91 (метод 3). Значения коэффициента корреляции между экспериментально определенной скоростью воздушного потока и гидравлическим диаметром пор составили: 0,11 (метод 1), 0,43 (метод 2), 0,56 (метод 3). Значения коэффициента корреляции между экспериментально определенной скоростью воздушного потока 2/~3ки„р и ее величиной 2/7„<, • рассчитанной по модели (14) (что соответствует корреляции между и комплексным показателем строения

составили: 0,46 (метод 1), 0,68 (метод 2) и 0,94 (метод 3).

Таким образом, на основе значений характеристик структуры, входящих в комплексный показатель строения тканей, определенных на основе проекционного метода, подтверждена применимость разработанной модели ( 14 ) для прогнозирования их воздухопроницаемости. Данная модель, соответствует уравнению Д'Арси вида - к-АР и дает

информацию о физическом смысле коэффициента пропорциональности между 2ГФ и ^ ■ которым учитывается вязкость среды, проходящей через пористую тканую систему, и описываются конкретные характеристики ее строения - сквозная пористость, гидравлический диаметр пор и толщина.

В четвертой главе представлено научное обоснование разработанных экспериментальных методов исследования воздухопроницаемости, приближающих условия лабораторных испытаний к эксплуатационным.

Разработаны прибор и методика определения воздухопроницаемости при одновременном влагопереносе, что имеет место при носке одежды в условиях возникновения теплового дискомфорта, когда в процессе терморегуляции организма человека возрастает роль теплоотдачи испарением влаги с поверхности кожи человека. На основе анализа

конструкций приборов для определения воздухопроницаемости разработан прибор, принципиальная схема которого представлена на рисунке 5. В отличие от известных применяемых в настоящее время приборов для определения воздухопроницаемости текстильных материалов разработанный прибор содержит узел увлажнения воздуха (барботер), направления потока воздуха заменено на противоположное, то есть в рабочей камере прибора создается не разряжение, а повышенное давление. Увлажнение воздуха осуществляется его барботажем через слой воды. При барботаже газа сквозь слой жидкости происходит разрыв оболочек пузырей, выходящих на поверхность, и образование мелких капель, которые могут увлекаться газом со значительной начальной скоростью. На базе работ акад. Кутателадзе С.С. по гидродинамике газожидкостных систем при разработке прибора определена необходимая высота (300 мм) газового объема барботера, при которой унос влаги в жидкой фазе может быть минимальным (около 4 %). Для сведения к минимуму количества взвешенных капель в потоке воздуха, поступающего в рабочую камеру прибора, выходной патрубок барбогера снабжен каплеотбойником в виде цилиндра с перфорированным днищем, на который размещался фильтр из х/б ткани. Увлажнитель выполнял также роль колбы-буфера для исключения резких колебаний давления в системе.

1 2 3 4 5 6

1 - узел, создающий перепад давления воздуха;

2 - узел, регулирующий перепад давления;

3 - увлажнитель воздуха (барботер);

4 - рабочая камера;

5 - испытуемая проба;

6 - узел измерения расхода воздуха;

7 - узел измерения перепада давления.

Рисунок 5 - Принципиальная схема устройства для определения

воздухопроницаемости материалов в условиях влагопереноса

Проведена теоретическая оценка влияния изменения плотности воздуха в связи с его увлажнением на процесс воздухопроницаемости. На базе основных положений молекулярной физики проведен расчет плотности воздуха при нормальных климатических условиях (t = 20 °С, ¡р = 65 %) и при условиях, соответствующих тепловому дискомфорту в

_ "21 7 °п „ _ 1ПП тЛ ---- ---------

\-JIUV VI - - ' - ' 1 1 - luu /I//. VJUjy^l-JlWJU, TIW llUVUk>

изменение плотности газовой смеси приводит к изменению скорости фильтрации на величину, не превышающую ~ 3 %, что находится в пределах ошибки измерений воздухопроницаемости. На основе результатов исследования воздухопроницаемости тканей различного волокнистого состава и структур при помощи разработанного прибора по изложенной методике установлено, что изменение коэффициента воздухопроницаемости в условиях одновременного влагопереноса может быть представлено уравнением вида:

где - время; - коэффициент воздухопроницаемости пробы через время испытания - коэффициент воздухопроницаемости пробы

после установления постоянной скорости потока; Т - время установления постоянной скорости потока; - коэффициент воздухопроницаемости пробы в исходном состоянии (при стандартных условиях испытаний); с - константа, характеризующая темп изменения коэффициента воздухопроницаемости во время испытания.

На рисунке 6 представлены графики, характеризующие изменение объема воздуха, проходящего в единицу времени (мин) через пробы тканей, отличавшихся по волокнистому составу.

Объектами исследования являлись ткани, составившие 4 группы (таблица 2):

- однородные х/б ткани, отличавшиеся по величине сквозной пористости;

- смешанные льно-лавсановые ткани с различным соотношением гидрофильных и гидрофобных волокон;

- полушерстяные ткани с различным содержанием шерстяных волокон;

- ткани из комплексных нитей (шелковые, вискозные, ацетатные, капроновые.

В результате исследований установлено следующее:

- при испытаниях тканей из гидрофильных хлопковых волокон степень уменьшения воздухопроницаемости при одновременном влагопереносе зависит от их пористости и, связанной с ней величиной исходной воздухопроницаемости, определенной при стандартных климатических условиях. Чем больше исходная воздухопроницаемость, тем меньше величина ее относительного уменьшения. Так у образца 1.4,

1 -образец 1 (шерсть/ВВис); 2 образец 2 (Хл), 3 - образец 3 (лен/ВЛс), 4 - образец 4 (Лс)

Рисунок 6 Графики зависимости Vr = /(г) для исследованных образцов материалов при перепаде давления 49 Па

отличающегося наибольшей воздухопроницаемостью и имеющего одинаковую с другими образцами первой группы гигроскопичность, изменения воздухопроницаемости в ходе испытания не наблюдалось. Чем меньше исходная воздухопроницаемость и, соответственно,

пористость ткани, тем больше величина ее относительного уменьшения в условиях одновременного влагопереноса. Время Т, в течение которого наблюдается снижение воздухопроницаемости гидрофильных тканей одного волокнистого состава (образцы 1.1 — 1.3) постоянно;

- для тканей с различным соотношением гидрофильных (лен) и гидрофобных (лавсан) волокон наблюдается существенное отличие величины относительного снижения воздухопроницаемости и времени Т, в течение которого воздухопроницаемость снижается (образцы 2.1 -2.3), что коррелирует с данными об их влажности в конце испытания.

- для исследованных тканей величина времени Т, в течение которого наблюдается снижение воздухопроницаемости в условиях одновременного влагопереноса, составила:

- для тканей из ацетатного шелка - 3-4 мин;

- для тканей из натурального шелка - 5 мин;

- для тканей из льняных волокон в смеси

с лавсаном (в зависимости от доли ВЛс) - 4-6 мин;

-для полушерстяных тканей (в зависимости от доли ВЛс) - 5 - 6 мин;

Таблица 2 - Результаты исследования тканей по разработанному методу

Номер Волокнистый состав Данные исследований по разработанному методу

образца основа у шк Коэффициент воздухопроницаемости, дм1/(м2- с) Относительное измене- Время Т установления стабильного Влажность образца, %

в начале в конце ние воздухо- характера процес- перед после

испытания испытания проницае- са проницаемости, испытанигм, испытания,

В„ В7 мости ¿В, % мин », К

1 1-1 Хл Хл 37,0 32,0 13,5 8 4,1 12,0

1.2 Хл Хл 61,5 55,6 9,6 7 4,4 15,0

1.3 Хл Хл 180.0 155,8 4,1 8 5,5 14,3

1.4 Хл Хл 2619,2 2619,2 0,0 0 5,1 16,8

( 2.1 НЛс ПрЛс 129,7 129,7 0,0 0 2,3 2,8

1 2.2 Лен 33, Лс 67 Лен 33, Лс 67 170,0 158,5 6,8 4 2,7 5,9

| 2.3 Лен 67, Лс 33 Лен 67, ЛсЗЗ 118,9 108.1 9,1 6 3,6 14,3

3.1 Шерсть 40, ВНитр и ВК 60 Шерсть 40, ВНигр и ВК 60 45,5 41,6 8,6 5 8,3 11.7

3.2 Шерсть 31, НВис 25, ВЛс 44 Шерсть 31, НВис 25, ВЛс 44 51,6 44,1 14,5 6 4,5 16,0

3.3 Шерсть 65, ПрВис 35 Шерсть 65. ПрВис 35 135.8 114,8 15,5 10 8,7 24,0

3.4 Шерсть 45, ПрВис 55 Шерсть 45. ПрВис 55 191,0 155,0 18,8 12 8,6 17.8

1 4.1 НВис ПрВис 184.0 151,0 18,5 10 7,9 33,0

4.2_ ПрВис ПрВис 519,5 485,0 22,0 10 6,9 30,0

4.3 НАц НАц 203,3 197.5 2,9 4 2,3 8.0

4.4 НАц НАц 306,7 296,6 3,3 3 3.1 10,0

: " 4.5 НШс КрШс 280,0 243,3 13,1 5 5.5 31,1

1 4.6 НК НК 220,0 220,0 0,0 0 2,7 7,6

- для из х/б 7 - 8 мин:

- для тканей из вискозного телка 10 мин;

для полушерстяных (в смеси с ВВис) - 10 и более мин. У тканей из гидрофобных синтетических волокон снижение воздухопроницаемости при испытаниях не наблюдалось.

Таким пбпячпи ппи пдсшякпппй иргтичинр веЧИЧИН?.

относительного изменения воздухопроницаемости <5В в

условиях одновременного влагопереноса косвенно характеризует роль гидрофильного волокнистого вещества в процессе влагопереноса.

Разработанный метод был предложен и применен для экспрессной оценки роли волокнистого вещества материалов в процессе влагопереноса по двум показателям -

Проведены исследования воздухопроницаемости шовных соединений с применением разработанных приспособлений для устранения подсоса воздуха при измерении воздухопроницаемости швов, возникающего из-за разницы толщины шва и самой ткани. Объекты исследования - наиболее часто применяемые виды швов -стачной, настрочной, накладной, «в замок», которые выполнялись на образцах тканей бытового и специального назначения. Испытания на воздухопроницаемость в стандартных условиях проводились на пробах тканей без швов, а затем на тех же участках проб, имеющих швы. Так как шов занимает не всю испытуемую площадь и в этой связи полученные показания не характеризуют воздухопроницаемость участка шва, осуществлялся перерасчет коэффициента воздухопроницаемости шва с учетом доли, кот«™™ «и „?ЯНТ/ГЛ,Г?,Т» пт всей испытуемой площади пробы:

где В" - коэффициент воздухопроницаемости зоны шва;

В""" - коэффициент воздухопроницаемости испытуемой зоны

ткани со швом; В"'ш - коэффициент воздухопроницаемости испытуемой

зоны ткани без шва; а - часть площади испытуемой зоны, не занятая швом; - часть площади испытуемой зоны, занятая швом. Полученные экспериментальные данные приведены в таблице 3.

Определено, что воздухопроницаемость швов зависит от количества открытых пор, обусловленных проколами иглы, вида шва (стачной и накладной швы характеризуются двухслойным перекрытием, настрочной -трехслойным, «в замок» - четырехслойным); коэффициент воздухопроницаемости тканей при прокладывании любого вида шва увеличивается; наибольшим образом воздухопроницаемость изменяется при шве «в замок»; степень изменения воздухопроницаемости ткани при образовании шва возрастает с ростом величины «явной прорубки», связанной с поверхностным заполнением ткани и плотностью той системы нитей, которые расположены перпендикулярно направлению шва и

Таблица 3 - Экспериментальные данные и рассчитанные значения <5В для исследованных образцов

Номер Ко )ффициент Коэффициент Коэффициент Относительное

образ- воздухолрони воздухопрони- воздухопрони- изменение

ца цаемости испы- цаемости испы- цаемости зоны воздухопрони-

туемом зоны туемой зоны шва В„, цаемости дВ,

ткани без шва ткани со швом дм3/(м2 • с) %

ВЛ1ш,т3Пмг-с) Вс „,дм3/(м2-с)

Стачной шов

1 69,8 80,2 102,0 46,1

2 48,9 57,1 79,3 62,2

3 27,3 29,7 36,9 35,2

4 34,8 41,8 55,4 59,2

5 36,8 43,1 57,8 57.1

Настрочной шов

1 63,4 66,4 82,6 30,3

2 50,0 60,0 64,8 29,6

3 29,0 33,4 59,1 103,8

4 39,4 44,8 72,1 83,0

5 38,1 48,8 101,7 166,9

Накладной шов

1 56,0 61,8 75,0 33,9

2 49,4 57,4 91,0 84,2

3 28,2 34,1 64,1 127,3

4 41,6 49,0 82,8 99,0

5 38,5 55,4 147,9 284,2

Шов «в замок»

1 61,8 72,0 114,0 84,5

2 50,0 86,2 139,7 179,4

3 28,9 37,1 81,5 182,0

4 39,0 53,7 140,1 259,2

5 34,4 57,9 191,7 457,3

подвержены прорубке; наименее влияющими на изменение воздухопроницаемости зоны шва при его образовании, являются стачной и настрочной швы.

Пятая глава содержит описание разработанного экспериментального метода и результатов исследования воздухопроницаемости трикотажных полотен в деформированном состоянии. В отличие от тканей трикотажные полотна вследствие большей подвижности их структуры имеют более высокую растяжимость и чувствительны даже к невысоким растягивающим усилиям. Приложенные к ним внешние усилия являются причиной изменений не только структуры, но и свойств, в частности проницаемости В связи с тем, что стандартный метод определения воздухопроницаемости не предусматривает проведение испытаний в деформированном (растянутом) состоянии, ею результатов не могут дать объективной и полной

информации о действительной величине воздухопроницаемости в реальных условиях эксплуатации.

Для проведения испытаний трикотажных и других высокорастяжимых полотен на воздухопроницаемость на стандартных приборах в деформированном состоянии разработано устройство (рисунки 7 и 8)

Рисунок 7 - Общий вид устройства для многоосного рас1ижения иологен

I 2

/

1 - стопорный винт; 2 - гайка;

3 - прижимная шайба;

4 - проба материала;

5 - растягивающий цилиндр;

6 - корпус; 7- чашка.

Рисунок 8 - Схема устройства для исследования воздухопроницаемости текстильных материалов в деформированном (многоосное растяжение) состоянии

На рисунке 9 представлены графические иллюстрации зависимости воздухопроницаемости трикотажных полотен различного волокнистого состава (Хл, Шрс, ПАН, ПА, ПУ) и строения (гладь, ластик, интерлок, трико и др.) от их многоосного растяжения, а в таблице 4 - результаты регрессионного и корреляционного анализа зависимости коэффициента воздухопроницаемости В полотен от деформации многоосного растяжения ег,к.

О 13 X Л 'I К Щ 1) И И 10)1.*

гисунок 9 - Зависимость коэффициента воздухопроницаемости от многоосно! о растяжения етм

Таблица 4 - Результаты регрессионного и корреляционного анализа зависимости В = /{е„„)

Номер образца Уравнение регрессии я-/(О Коэффициент корреляции

1 5=1181,80 + 18,42^, 0,98

2 В = 1249,80 + 15,58г„г„ 0,98

3 В = 354,58 + 12,46г1Ш 0,98

4 В = 411,10+13,6 0,99

5 В = 1086,40+6,52г„Л 0,97

6 В = -6,60 + 8,42^„„ 0,99

7 £ = 464,884 4,76^м 0,97

8 В = 673,00+ 21,67^, 0,97

9 В = 588,40 + 31,04^ 0,99

10 В = 401,80 + 14,16гг„„ 0,99

И Д-189,20 + 10,8 0,99

12 В = 644,30+17,73г„„ 0,95

13 В = 662,40 115.59г-„„ 0,95

14 В = 687.40 4 18,63^,,, 0,96

15 В = 816,10-г17,36г„Л 0,96

16 В -1087,90 + 14,2к- , 0,96

17 В 1072,60 +11,79г„„ 0,99

Для исследованных полотен зависимость воздухопроницаемости от деформации многоосного растяжения представлена уравнениями первого порядка вида которые могут быть использованы в качестве

моделей, позволяющих прогнозировать воздухопроницаемость полотен при заданной величине деформации в соответствии с реальными условиями их эксплуатации.

Шестая глава содержит анализ результатов исследований зависимости воздухопроницаемости нетканых материалов (НМ) от характеристик их структуры и разработку эмпирической модели воздухопроницаемости. НМ, полученные на основе многослойных волокнистых холстов, существенно отличаются от тканей расположением их структурных элементов (волокон) в пространстве. В эгой связи к основным факторам, определяющим воздухопроницаемость таких НМ, относят плотность, толщину, поверхностную плотность, диаметр волокон. Объектами исследования были иглопробивные, холстопрошивные и клееные НМ, имеющие разную величину поверхностной плотности и выработанные с разным числом слоев в экспериментальной лаборатории текстильного факультета Университета Манчестера:

иглопробивные - 45 образцов, выработанных на лабораторной машине типа KN, отличавшихся поверхностной плотностью волокнистого холста (3 варианта), числом проколов на единицу площади и глубиной прокалывания;

холстопрошивные - 13 образцов, отличавшихся поверхностной плотностью, прошитых переплетением «трико» с различной плотностью;

клееные - 13 образцов, состоявших из 2, 3 И 4-х слоев волокнистого холста, скреплявшихся предварительно иглопробивным способом, затем пропитывавшихся связующим (ПАН-сополимер) методом погружения и прокатывания катком с последующим высушиванием при нормальных климатических условиях и в течение 5 мин. при температуре 130 °С.

Для выработки холстов использовалось вискозное волокно «Sarille», производимое фирмой Courtaulds Ltd, имевшее линейную плотность 0,44 текс и длину 62,5 мм, подвергавшееся спецобработке для придания извитости. Слои имели продольную ориентацию волокон и располагались в холстах так, что направления ориентации волокон в них перекрещивались. Измерение воздухопроницаемости проводились при стандартных условиях (АР = 49 Па) на приборе «Shirley Airpermeameter». Результатом анализа полученных данных, проведенного Котари и А.Ньютоном, стал вывод о «почти линейном» характере взаимосвязи воздухопроницаемости НМ с величиной, обратной их поверхностной плотности, которая выражена формулой вида:

(23)

где В - воздухопроницаемость, дм'/(см2 ■ с), при Р - 49 Па;

G - поверхностная плотность, i iu :

К,

п 2

К, и К, - константы, имеющие следующие значения

По данным индийских исследователей (Субраманиам с соавторами) для НМ различного волокнистого состава (однородных и смешанных)

коэффициент корреляции между В и — составил 0,74, в то время как

О

заполнение НМ волокном) - 0,89, что привело их к

между

выводу о почти прямопропорциональной зависимости выраженной уравнением:

В

(24)

Анализ экспериментальных данных, выполненный в данной диссертационной работе, привел к пересмотру указанных выводов на основе следующего:

- полотна, имеющие одинаковую поверхностную плотность, могут существенно отличаться плотностью упаковки волокон и толщиной, что выражается в их отличии по воздухопроницаемости;

- полотна могут обладать одинаковой воздухопроницаемостью при существенном отличии их структур - более тонкое и более плотное полотно может иметь ту же воздухопроницаемость что и полотно с разрыхленной структурой, имеющее большую толщину;

- при одинаковой величине полотна, отличающиеся по толщине,

имеют разную воздухопроницаемость, из чего следует, что В может 1

линейно зависеть от при одинаковой толщине полотен; Е/

- так как два полотна одного волокнистого состава, имеющие

и

одинаковую толщину воздухопроницаемостью, то

слоя материала (слоя, толщина

одинаковое заполнение волокном характеризуются одинаковой

воздухопроницаемость единичного которого ¿=1) при постоянной величиШ^для заданного волокнистого состава НМ является величиной постоянной, то есть для НМ определенной структуры каждому значению произведения соответствует свое

постоянное значение коэффициента воздухопроницаемости 5.

Для всех объектов исследования рассчитаны характеристики ~ > ~ >

предлагавшиеся в ранее опубликованных работах, и новый

предложенный и диссертации показатель Проведен корреляционный

Е!' Ь

анализ их связи с коэффициентом воздухопроницаемости. Из таблицы 5 и рисунков 10 14, иллюстрирующих зависимость Вот указанных характеристик для иглопробивных НМ, следует, что наиболее тесной

показателем их строения «заполнение - толщина» которая

характеризуется следующими величинами коэффициентов корреляции: для иглопробивных НМ 0,99

для холстопрошивных НМ 0,98

для клееных НМ 0,99

Зависимость воздухопроницаемости НМ от предложенного комплексного показателя их строения может быть выражена функцией вида:

В^Ь-—, (25)

где Ь - коэффициент, имеющий размерность дм3/(м' с).

Таблица 5 - Величины коэффициентов корреляции и коэффициентов воздухопроницаемости нетканых материалов с их структурными параметрами

Структурные параметры, взаимосвязь с которыми оценивалась Виды нетканых материалов иглопробивные холстопрошивные клееные

Величина, обратная поверхностной плотности,1/С гв-1/о = 0,99 гв - 1/о =0,97 гв~ис =0,99

Величина, обратная толщине, 1/Ь гв~1Л- = 0,58 гв - ,л. = 0,82 Гв~ 1/ь = 0,72

Величина, обратная ПЛОТНОСТИ, 1/0цМ гв» 1/о = 0.81 гв~№ =0,94 гв~ 1/0 = 0,59

Величина, обратная заполнению, 1 ^ Величина, обратная произведению заполнения на толщину, 1/(Е{ х и гв-ш = 0,82 гв - 1« = 0,94 гв - тг = 0.58

гв-]/(Е(/и-0,99 гв~1/ихи = 0,98 гв - 1/(н>-и = 0,99

Рисунок 10 - Взаимосвязь коэффициента воздухопроницаемости В иглопробивных НМ с величиной, обратной поверхностной плотности, 1/С

Рисунок 11 Взаимосвязь коэффициента воздухопроницаемости В

иглопробивных Г 1М с величиной, обратной полщине, 1/1.

Рисунок 12 Взаимосвязь коэффициента воздухопроницаемости В иглопробивных НМ с величиной, обратной средней плотности,

Рисунок 13 Взаимосвязь коэффициента воздухопроницаемости В иглопробивных НМ с ветичиной, обратной заполнению, 1/1 [

Рисунок 14 -

Взаимосвязь коэффициента воздухопроницаемости В иглопробивных НМ и величиной, обратной произведению заполнения на толщину,

В результате математической обработки экспериментальных данных получены следующие значения коэффициента Ь уравнения (25): для иглопробивных Ь = 11,68

для холстопрошивных Ь - 10,76

для клееных Ь - 8,04

Проведенными исследованиями установлено, что

- характеристика может быть использована для прогнозирования

воздухопроницаемости НМ, имеющих одинаковую толщину;

- характеристика — может быть использована для прогнозирования

О

воздухопроницаемости НМ одинаковою волокнистого состава- предложенный комплексный показатель строения , которым

учитывается влияние на воздухопроницаемость НМ поверхностной плотности, толщины, объемной массы и заполнения полотна волокном, является универсальным для прогнозирования воздухопроницаемости НМ.

Разработанные модели и методы рекомендованы органом но сертификации продукции текстильной и легкой промышленности РосЗИТЛП для применения в научно-исследовательских и испытательных лабораториях, ООО «Институтом технических сукон» для расчетов

воздухопроницаемости технических сукон и сушильных сеток для бумагоделательных машин и были использованы при проектировании и создании изделий специального назначения (экипировка сотрудников подразделений МВД и МО РФ - НПО Специальных материалов, НПФ «Техником»), изделий технического назначения (утеплители палаток для арктических экпедиций - ЗАО "Катод-тесктиль") тканей и нетканных материалов с заданной воздухопроницаемостью (ЦНИИ по переработке штапельных волокон), одежды специального назначения для защиты от кислот, нефти, нефтепродуктов, повышенных температур, нетоксичных жидкостей и воды (ООО НПФ «Коруна»).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ:

1 С учетом современных представлений о воздухопроницаемости текстильных материалов, положений газо- и гидродинамики, развиты научные основы прогнозирования воздухопроницаемости текстильных материалов и их оценки в условиях, приближенных к эксплуатационным.

2 Установлено место комфортности одежды в общей системе её функций; изучены главные составляющие комфортности и свойства материалов, ее обеспечивающие; определена значимость воздухопроницаемости.

3 На базе физических представлений о течении газов через пористые системы впервые разработана теоретическая модель, описывающая зависимость скорости прохождения воздуха через ткани от факторов внешней среды и характеристик их строения. Наиболее значимыми характеристиками строения тканей, вошедшими в комплексный показатель их структуры, с которыми тесно связана их воздухопроницаемость, определены сквозная пористость, толщина и гидравлический диаметр пор. Экспериментально доказана возможность применения разработанной модели для прогнозирования воздухопроницаемости тканей.

4 В процессе экспериментальной проверки разработанной теоретической модели, установлены существенные различия результатов, получаемых при использовании разных методов определения сквозной пористости тканей. Установлена наибольшая достоверность результатов, полученных проекционным методом, который принят для применения в исследовательской практике.

5 На основе проведенного сопоставительного анализа зарубежных и отечественных приборов для оценки воздухопроницаемости и их экспериментальной проверки даны рекомендации по их применению.

6 Разработаны новые оригинальные устройства и предложены методики, позволяющие проводить оценку воздухопроницаемости текстильных материалов в условиях приближенных к эксплуатационным, в том числе

- устройство и методика опенки воздухопроницаемости материалов в условиях одновременного влагопереноса (патент № 673892);

устройство и методика оценки воздухопроницаемости высокорастяжимых текстильных материалов при различных величинах их многоосного растяжения.

7 В результате исследований, проведенных с применением разработанных в диссертации методики и устройства, установлен характер изменения воздухопроницаемости материалов условиях одновременного влагопереноса и предложена математическая модель для его описания. Определены особенности процесса снижения воздухопроницаемости в условиях одновременного влагопереноса для материалов, отличающихся по волокнистому составу. Метод рекомендован для применения в качестве экспрессного для сопоставительной оценки роли волокон в процессе влагопереноса через материалы.

8 В результате проведенных исследований воздухопроницаемости высокорастяжимых полотен на базе новых разработанных устройства и методики, установлены закономерности изменения воздухопроницаемости при их деформациях многоосного растяжения. Найденные закономерности являются основой для прогнозирования воздухопроницаемости полотен в деформированном состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации изделий.

9 На основе анализа результатов исследования влияния различных характеристик строения нетканых материалов на их воздухопроницаемость, предложен новый комплексный показатель их структуры, учитывающий влияние наиболее значимых характеристик строения - поверхностной плотности, толщины, средней плотности, заполнения материала волокном. Подтверждена высокая степень корреляции воздухопроницаемости нетканых материалов с комплексным показателем структуры. Полученные уравнения регрессии, описывающие зависимость воздухопроницаемости нетканых материалов различных способов производства от предложенного комплексного показателя их структуры, рекомендованы для прогнозирования их воздухопроницаемости.

10 Разработанные в диссертации устройства и методики нашли практическое применение в разработках различных видов изделий (в том числе одежды специального назначения), в которых учитывались возможные изменения воздухопроницаемости и, как следствие, комфортности материалов, а предложенные в диссертации модели, описывающие взаимосвязь воздухопроницаемости с показателями строения материалов - при их проектировании.

11 Разработанные модели и методы прошли апробацию в зарубежных научно-исследовательских центрах (Бельгия, Великобритания), опубликованы в международных научных изданиях -Journal of the Textile Institute (Великобритания), Vlakna a Textil (Словакия) и получили положительную оценку на российских и международных (Финляндия, Франция) конференциях.

12 Полученные новые знания в области материаловедения производств текстильной и легкой промышленности нашли применение в учебном процессе при подготовке специалистов для данных отраслей.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ:

1 Сухарев М.И., Куличенко А.В. Современные методы оценки влажности текстильных материалов. Известия ВУЗов. Технология текст, пром-сти. -1976.-№6.-С. 15-18.

2 Куличенко А.В., Сухарев М.И., Новодворская A.M. Устройство для определения воздухопроницаемости текстильных материалов. ЛЦНТИ№559, Л. 1978.

3 Сухарей М.И., Куличенко А.В. О влиянии микроклимата пододежного слоя на воздухопроницаемость текстильных материалов. Л., 1978. — 12с. - Деп. рукопись ЦНИИТЭИлегпром. 1978, № 158-78.

4 Куличенко А.В., Сухарев М.И. Устройство для исследования воздухопроницаемости пористо-волокнистых материалов. Л., 1978. - 12 с. - Деп. рукопись ЦНИИТЭИлегпром. 1978, № 153-78.

5 Сухарев М.И., Куличенко А.В., Лебедева Г.Г. Об исследовании гигиенических свойств нетканых материалов. Сб.науч.тр. ЛИТЛП. - Л., 1978. - С. 183 - 189.

6 Сухарев М.И., Куличенко А.В., Новодворская A.M. О взаимосвязи между деформацией и воздухопроницаемостью текстильных материалов. // Изв. ВУЗов. Техн. текс. пром-ти, - 1979. - № 6. ~ С. 115 - 117.

7 Сухарев М.И., Романов В.Е., Сурженко Е.Я., Куличенко А.В. Гигиеническая оценка тканей для спецодежды лабораторными методами. // Изв. ВУЗов. Техн. легкой пром-ти. - 1979. - № 4. - С. 14 -18.

8 Сухарев М.И., Куличенко А.В., Лебедева Г.Г. Комплексная оценка проницаемости текстильных материалов. Сб.науч.тр. Моск. текс.ин-та. - М.: МТИ, 1980. - С. 168 -171.

9 Савчук И.И., Куличенко А.В., Федорова Т.И. Оценка методов определения поверхностного заполнения. Материалы респ.конф. -Иваново: ИвТИ. - 1983. - С. 104.

10 Романов В.Е., Петрунина В.Г., Куличенко А.В., Китаев В.П. Исследование искусственных кож с поливинилхлоридным (ПВХ) покрытием для спецодежды. //Изв.ВУЗов. Техн.легкой пром-ти. - 1984. -№3.-С. 59-61.

11 Куличенко А. В., Лебедева Г.Г. Устройство для оценки воздухопроницаемости пористо-волокнистых материалов в деформированном состоянии. ЛМТЦНТИП, 1984. -№ 1091-84.

12 Перепелкин К.Е., Куличенко А. В., Игнатова В .A. Me год оценки проницаемости текстильных материалов. Материалы конф.

«Соврем.техника и технология х/б пр-ва и перспективы развития отрасли». - Иваново: ИвТИ. 1984. - 255 с.

13 Куличенко А.В., Игнатова В.А., Перепелкин К.Е. Сравнительный анализ методов определения гидравлического сопротивления текстильных материалов. Материалы XI Всесоюзной науч. конф. по текс. материаловедению МТИ—М 1р84—С 14Я

14 Перепелкин К.Е., Бруско Н.И., Куличенко А.В., Игнатова В.А Сравнительные исследования проницаемости в сухом и влажном состоянии полиэфирных и льняных технических тканей. Материалы XI Всесоюзной науч. конф. по текс. материаловедению. МТИ. - М, 1984. - С. 149-150.

15 Петрунина В.Г., Романов В.Е., Куличенко А.В. Оценка физико- гигиенических свойств пакетов и материалов фосфорозащитной спецодежды. Материалы XI Всесоюзной науч. конф. по текс. материаловедению. МТИ. - М, 1984. - С. 214 - 215.

16 Лебедева Г.Г., Куличенко А.В., Столярова Л.А. Применение метода дисперсионного анализа в выборе оптимальной конструкции шва для спортивных костюмов из высокоэластичных полотен. Сб.науч.тр. ИвТИ.- Иваново, 1984. - С. 104 - 107.

17 Перепелкин К.Е., Куличенко А.В., Бруско Н.И., Игнатова В.А. Сравнительная оценка проницаемости льняных и льнолавсановых тканей во влажном состоянии. //Изв.ВУЗов. Техн.легкой пром-ти. - 1985. - № 2. -С. 34-37.

18 Петрунина В.Г., Куличенко А.В., Романов В.Е., Сыркина М.Л. Анализ оценки эксплуатационных свойств искусственных кож для защиты от фосфора. // Изв.ВУЗов. Техн. легкой пром-ти. - 1985. - № 4. - С. 34 -36.

19 Шаповалова Н.Ю., Куличенко А.В., Славина Е.А., Урядкина М.А. / Исследования эксплуатационных свойств ниточных соединений в трикотажных спецкомбинезонах. Сб.науч.тр. Тюменского индустр. ин-та. -Тюмень, 1985. - С. 104 - 108.

20 Куличенко А.В., Голубев М.И., Игнатова В.А., Илюхина Т.Н. Исследование воздухопроницаемости ниточных швов текстильных материалов. // Известия ВУЗов. Техн. легкой пром-сти. -1986.-№5.-С. 45-48.

21 Петрунина В.Г., Романов В.Е., Куликова Н.А., Куличенко А.В. О взаимосвязи структуры искусственных кож с их влаго-и теплопроницаемостью. Сб.науч.тр. Рижского политехи.ин-та. - Рига, 1986.-С. 60-65.

22 Куличенко А.В., Копылова В.А. Связь воздухопроницаемости и сорбционной активности текстильных материалов. Материалы XII Всесоюзной науч. конф. по материаловедению. Киев: 1988. -т 2. -С. 123 -125.

23 Куличенко А.В., Бессмертнов Б.И. Применение потенциометрического метода для исследования процесса набухания текстильных волокон и

тканей. Материалы XII Всесоюзной научно-техн. конф. по материаловедению.- Киев: 1988. -т 2. - С. 125 126. 24 A.V. Kulichenko, L. van Langenhove. The Resistance to Flow Transmission of Porous Materials.//Joumal of the Textile Institute. - 1992. - No 1. - p. 127 -132.

25. Куличенко А.В. Оценка воздухопроницаемости матириалов // Текстильная пром-ть.- 1993. - № 8 - 9. - С. 35 - 37.

26 A.V. Kulichenko, L. van Langenhove. To the Question of the Prediction of Air-Permeability of Non-Wovens. Vlakna a Textil. - No 1. - 1994. - p. 33 - 37.

27 Куличенко А.В. Оценка сквозной пористости тканей из химических волокон в смеси с натуральными и ее взаимосвязи с воздухопроницаемостью. //Химические волокна. - 1995. - № 3. - С. 31 -33.

28 Куличенко А.В. Оценка воздухопроницаемости текстильных материалов. //Текстильная пром-сть.- 1995. - № 6. - С. 22 - 24.

29 Куличенко А.В. Теоретическая оценка взаимосвязи между воздухопроницаемостью и структурой фильтровальных тканей. Межвузовский сборник научно-иссл.тр. СПб.-СПГУТД. - 1995. -С.142-149.

30 Чухрай И.В., Куличенко А.В., Задунаев В.М. Исследование зависимости изменения толщины тканей при различных сжимающих усилиях. Материалы научно-техн.конф.СПГУТД «Дни науки-95», СПб. -1995.-С. 42.

31 A.V. Kulichenko. Estimation of the Through Porosity of Cloth Made of Chemical Fibres in a Blend with Natural Fibres and its Correlation with Air-Permeability. //Fibre Chemistry. - Vol.27. - No 3. - 1995. - p.168 - 171.

32 J.T.Williams, A. V.Kulichenko. Standard Laboratory Tests for Cold Weather Protective Clothing. Proceedings of the Textile Institute's 77th World Conference. "Niches in the World of Textiles". Tampere. Finland, 1996. - Vol. 2. p.269 - 270.

33 S.F. Grebennikov, A.V. Kulichenko, J.T. Williams. The Changes of Surface Area and Porosity of Carbon Fibres During their Activation. Papers of the International Symposium on Characterisation of Porous Solids. COPS-IV. The 4 th Royal Society of Chemistry. Bath. Great Britain, 1996, September.

34 Гребенников С.Ф., Куличенко А.В., Андрианова И.И. Гигроскопичность текстильных материалов. Материалы научно-техн. конф. СПГУТД «Дни науки-96» СПб. - 1996. - С. 26 - 27.

35 К.Е. Perepelkin, A.V. Kulichenko, M.V. Safronova, Z. Yu. Koytova. Sorption-Desorption Static and Kinetic for Textiles of Different Fibres Composition. Book of Abstracts of the Fiber Society Conference. Mulhause. France. -1997. - p. 243 -246.

36 L. Ya. Tereschenko, A.V. Kulichenko. Textile Contact Devices for Heat-Mass Exchange Equipment and Separation of Gas-Liquid Systems. Book of Abstracts of the Fiber Society Conference. Mulhause. France. - 1997. - p. 260 263.

37 Фридлянд И.М., Горшкова М.В., Куличенко А.В. Андрианова И.И. Воздухопроницаемость тканей. Материалы научно-техн. конференции СПГУТД «Дни науки-97». СПб., 1997. - С.34.

38 Куличенко А.В., Перепелкин К.Е., Бруско Н.И. Проблемы оптимизации функциональных свойств текстильных материалов, эксплуатационной надежности и безопасности, определяемые их волокнистым составом. Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества» (Материаловедение - 99), Черкизово, 1999.

39 Андрианова И.И., Куличенко А.В. Комфортные свойства шерстяных тканей. Сборник статей аспирантов и докторантов. СПГУТД. -СПб. -1999.-С. 87-90.

40. Куличенко А.В., Чугунов Р.В., Андрианова И.И. Изучение свойств шерстяных тканей для установления комфортности изделий. Вестник СПГУТД. - СПб. - 2000. - С. 27 - 28.

41 Куличенко А.В. Прогнозирование/моделирование проницаемости текстильных материалов различных структур. Материалы II международной научно-практической конференции «Материаловедение-2002», Черкизово, 2002. - С.129 - 135.

42 Куличенко А.В., Сухарев М.И., Сухарева A.M. Устройство для определения воздухопроницаемости пористо-волокнистых материалов и их пакетов. Патент № 673892.

" 429

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ОДЕЖДЫ.

1.1 Общая характеристика функций одежды.

1.2 Место комфортности в общем комплексе свойств материалов одежды.

1.3 Аспекты комфортности одежды. Удобство в носке, психологический и тепловой комфорт.

1.4 Характеристики оптимального пододежного микроклимата.

1.5 Вентилируемость одежды.

К числу свойств текстильных материалов, применяемых для изготовления одежды, которыми в значительной степени определяется ее качество, относятся так называемые физико-гигиенические свойства, относящиеся по классификации, принятой в материаловедении текстильной и легкой промышленности к физическим свойствам. Благодаря этим свойствам обеспечивается нормальное протекание процессов жизнедеятельности, и в частности теплорегуляция организма человека. При оптимальных значениях этих свойств создается ощущение комфорта, которое возможно при поддержании в организме человека определенного соотношения процессов теплообразования и теплоотдачи [ 1 ]. Кроме функции обеспечения нормального режима терморегулирования гигиеничность материалов одежды связана с необходимостью эвакуации продуктов жизнедеятельности организма человека из пододежного пространства [ 2 ]. Продукты метаболизма выделяются как через дыхательные пути, так и с поверхности кожи в окружающее пространство в газообразном и капельножидком состоянии [ 3 ]. Эти продукты могут оказывать нежелательное, а некоторые также и токсикологическое воздействие на организм, могут быть осмотически активными, химически «агрессивными» и вступать во взаимодействие с материалами одежды [ 4 ]. Следствием этого может быть изменение свойств материалов, оказание раздражающего эффекта на кожные покровы человека. Гигиенические требования к материалам возрастают при их использовании в детских изделиях [ 5, 6 ], в одежде специального назначения, эксплуатируемой, например, в условиях повышенных или пониженных температур, возможного воздействия химически агрессивных веществ или механических воздействий, при эксплуатации одежды в малых замкнутых объемах в условиях вынужденной изоляции от внешней среды (одежда подводников, космонавтов) [ 7 ], при экстремальных физических нагрузках [ 8 ] (работа при высоких нагрузках, спорт высших достижений) и прочее. Таким образом, способность материалов быть проницаемыми для веществ, находящихся в газообразном и жидком состоянии, является одной из важнейших их функций в одежде.

Начало изучения свойств материалов, обеспечивающих комфортность одежды, относится к концу XIX века, когда первые экспериментальные методы начали внедряться в практику исследований в России А.П. Доброславиным - основателем кафедры гигиены Санкт-Петербургской Военно-Медицинской академии, за рубежом - Рубнером, Бартоном, Эдхолмом. С тех пор и до настоящего времени актуальность изучения этих свойств не утрачивается, а возрастает, что связано с развитием технологий создания новых видов волокон, нитей, полотен из них, ассортимент которых постоянно расширяется и меняется, также изменяются и появляются новые условия эксплуатации.

Вместе с тем, изучение свойств текстильных материалов, продолжает базироваться на прежнем методологическом фундаменте. В частности, в основе изучения многих свойств текстиля продолжают доминировать экспериментальные исследования, проводимые главным образом в стандартных условиях, позволяющие получать модели, имеющие ограниченные условиями проводимых экспериментов и выбором объектов исследований области допустимых значений. Такой подход не позволяет осуществлять прогнозирование свойств еще не изготовленных материалов, а в связи с тем, что базируется на изучении уже готовой продукции, на разработку и создание которой вложены определенные интеллектуальные и материальные ресурсы, может оказываться и экономически невыгодным.

Кроме того, проведение испытаний материалов в стандартных условиях, которые часто существенно отличаются от реальных эксплуатационных, с учетом того, что многие текстильные материалы весьма чувствительны к изменениям условий внешней среды, может приводить к результатам, не соответствующим проявлению свойств в реальных условиях, то есть недостоверным.

Предметом исследований данной диссертационной работы является одно из свойств текстильных материалов, обеспечивающих их комфортность — воздухопроницаемость. Это свойство, кроме того для материалов и изделий определенного назначения (фильтры, парусные, парашютные и т.п.) может являться главным, определяющим их качество.

Процессы проницаемости пористых сред впервые системно были изучены Д'Арси, именем которого назван закон, линейно описывающий зависимость проницаемости от величины перепада давления (напора). Первые исследования воздухопроницаемости тканей принадлежат Рубнеру, который базировал свои исследования на положении закона Д'Арси. Дальнейшие исследования Рекка, Флоринского, Форхгеймера, Ханжонкова, Зеленко, которые главным образом были направлены на изучение зависимости скорости прохождения жидкости или газа через пористый материал, показали, что при возрастании скорости фильтрации может иметь место отклонение от закона Д'Арси и характер зависимости скорости потока от напора перестает быть линейным. Это явление нашло отражение в уравнении, известном в текстильном материаловедении под названием «уравнение Рахматуллина».

Наиболее полным исследованием воздухопроницаемости тканей являются работы Н.А. Архангельского, главными результатами которых являются:

- введение в качестве характеристик этого свойства коэффициента воздухопроницаемости при определенной заданной величине перепада давления и технического коэффициента воздухопроницаемости при перепаде давления 1 мм вод ст.;

- разработка классификации текстильных материалов по их воздухопроницаемости, включавшей широкий перечень материалов от самых проницаемых (марли, сетки) до самых плотных (драпы, сукна);

- введение степенной функции, описывающей зависимость скорости потока воздуха через ткань от перепада давления;

- изучение влияния характеристик структуры, в частности сквозной пористости, на воздухопроницаемость хлопчатобумажных тонких тканей полотняного и саржевого переплетений.

Впоследствии рядом исследователей изучению влияния различных факторов на это свойство текстильных материалов было уделено значительное внимание — изучение влияния на воздухопроницаемость плотности материалов (Шпершнейдер), характера распределения волокон в материале (Клейтон), вида переплетения ткани (Розанова, Скворцова), крутки нитей (Кесвелл), поверхностной плотности нетканых материалов (Котари и Ньютон), заполнения нетканых материалов волокном (Субраманиам с соавторами), плотности материала и диаметра волокон (Херл и Мередит), геометрических характеристик волокон (Лэмб, Констанца, Миллер). Два последних исследования имели затем практическую реализацию, заключавшуюся в создании прибора для оценки тонины волокон «Micronair», который в модифицированном виде является частью комплексной лаборатории «Spinlab» для оценки свойств хлопковых волокон.

Исследования воздухопроницаемости простейших моделей тканей — сеток из мононитей (Горбач, Кондрацкий) привели к моделям, описывающим для этих объектов зависимость скорости потока от перепада давления, в которых учитывались характеристики пористости сетки, в том числе геометрические размеры пор. В ряде работ отмечалось значение влияния на воздухопроницаемость материалов их влажности, что связано с изменением внешних климатических условий.

Таким образом, до последнего времени результаты проведенных работ сводились к констатации фактов зависимости воздухопроницаемости тканей от тех или иных характеристик их строения, но не обеспечивали реальных возможностей проведения расчетов воздухопроницаемости и прогнозирования этого свойства для вновь проектируемых текстильных материалов.

Актуальность темы

К числу свойств текстильных материалов для одежды, которыми в значительной степени определяется ее качество, относятся свойства, благодаря которым обеспечивается теплорегуляция организма человека и возможность эвакуации продуктов его жизнедеятельности из пододежного пространства. Таким образом, способность материалов быть проницаемыми является одной из важнейших их функций в одежде. Начало изучения свойств, обеспечивающих комфортность одежды, относится к концу XIX в., когда в этой области исследований стали внедряться экспериментальные методы в России - Доброславиным, за рубежом - Рубнером, Бартоном, Эдхолмом. Актуальность изучения этих свойств в настоящее время возрастает, что связано с развитием технологий создания новых видов материалов, расширением их ассортимента, появлением новых условий их эксплуатации.

К числу важнейших свойств материалов, обеспечивающих их комфортность, относится воздухопроницаемость. Кроме того для материалов определенного назначения (фильтровальные, парусные, парашютные) это свойство является главным, определяющим их качество.

Процессы проницаемости пористых сред впервые были изучены Д'Арси, который зависимость проницаемости от напора представил линейной функцией. На законе Д'Арси базировались первые исследования воздухопроницаемости тканей, проводившиеся Рубнером. Дальнейшие исследования Рекка, Флоринского, Форхгеймера, Ханжонкова, Зеленко были направлены на изучение скорости прохождения жидкости/газа через пористые материалы и показали, что с возрастанием скорости фильтрации ее зависимость от напора перестает быть линейной. В текстильном материаловедении это явление отражено в уравнении Рахматуллина. Наиболее полно исследования • воздухопроницаемости тканей представлены в работах Архангельского, который ввел применяемую в настоящее время характеристику «коэффициент воздухопроницаемости», разработал классификацию текстильных материалов по их воздухопроницаемости, изучил влияние строения, в частности сквозной пористости на воздухопроницаемость тонких тканей полотняного и саржевого переплетений. Изучению влияния различных характеристик строения на воздухопроницаемость материалов впоследствии были посвящены работы Шпершнейдера, Клейтона, Кесвелла, Херла и Меридита, Лэмба, Констанцы и Миллера, Горбача, Кондрацкого, Котари и А. Ньютона, Шустова. Результаты проведенных исследований сводились, главным образом, к констатации фактов зависимости воздухопроницаемости тканей от тех или иных характеристик их строения, но не обеспечивали реальных возможностей проведения расчетов воздухопроницаемости и прогнозирования этого свойства для вновь проектируемых материалов.

Применявшиеся методы оценки воздухопроницаемости предусматривали проведение испытаний в большинстве случаев в стандартных климатических условиях, что часто не соответствует реальным эксплуатационным условиям и, как следствие, может давать недостоверные результаты. До настоящего времени изучение свойств материалов, в том числе и воздухопроницаемости, продолжает базироваться главным образом на прежнем методологическом фундаменте. Экспериментальные исследования проводятся, как правило, в стандартных условиях, которыми не отражаются реальные условия эксплуатации материалов и возможные изменения их свойств. Получаемые таким образом результаты достоверны для стандартных условий, а выводы на их основе - для исследованных объектов. Существующий подход к проведению исследований, базирующихся на изучении уже изготовленных материалов, на разработку и создание которых затрачены определенные интеллектуальные и материальные ресурсы, оказывается также и экономически невыгодным.

В этой связи актуальными являются

- разработка теоретических и экспериментальных моделей, позволяющих осуществить расчет и прогнозирование воздухопроницаемости для проектирования и изготовления материалов с заданной воздухопроницаемостью;

- создание методов оценки воздухопроницаемости материалов в условиях приближенных к эксплуатационным, позволяющих повысить достоверность получаемых результатов.

Актуальность данной диссертационной работы подтверждается также тем, что ее разделы выполнялись в соответствии с заданиями на проведение научно-исследовательских работ по

- комплексно-координационному плану НИР Минлегпрома СССР и Минвуза СССР по теме «Изучение строения и свойств текстильных материалов» (1981 - 1985 гг.);

- координационному плану НИР по проблемам охраны труда в ВУЗах на 1981 - 1985 гг.;

- целевой комплексной программе ОЦ 018 Государственного комитета по науке и технике;

- комплексно-координационному плану основных работ по текстильному материаловедению в научно-исследовательских организациях Минлегпрома и ВУЗах МинВУЗа на 1986 - 1990 гг.;

- научно-исследовательской программе ГКНТ и Госкомобразования «Текстиль. Товары народного потребления», раздел «Изучение новых видов химических волокон, текстильных материалов и разработка теоретических принципов оценки их свойств, исходя из условий переработки и эксплуатации» (1996 - 2000 гг.), а также в соответствии с тематическими планами важнейших НИР и ОКР ЛИТЛП и СПГУТД по следующим темам:

- «Разработка методов и изучение физических и механических свойств текстильных материалов при действии различных сред и в различных условиях» (1986 - 1990 гг.);

- «Исследование, разработка и экспериментальная апробация моделей прогнозирования проницаемости текстильных материалов различных структур» (1995 - 1996 гг.);

- «Анализ существующих и разработка комплексного метода оценки комфортности одежных материалов на основе применения современных аналитических и инструментальных методов оценки их свойств (1997 — 1998 гг.);

- «Анализ и теоретическое обоснование нового метода прогнозирования комфортных свойств материалов для одежды различного назначения в соответствии с условиями эксплуатации» (1999 - 2000).

Цель работы

Целью данной диссертационной работы являлось развитие научных основ оценки и прогнозирования воздухопроницаемости текстильных материалов различных способов производства, создание методов и средств изучения воздухопроницаемости материалов в условиях, приближенных к условиям их эксплуатации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи: определить значимость воздухопроницаемости в общем комплексе свойств материалов одежды, определяющих их качество; провести анализ современных методов и приборов для оценки воздухопроницаемости с целью выбора обеспечивающих наиболее достоверные результаты; обосновать и выбрать объекты исследований; исследовать характер процесса течения воздуха в текстильных материалах при перепадах давления, соответствующих условиям их эксплуатации в одежде; изучить влияние характеристик структуры материалов на их воздухопроницаемость, выявить наиболее значимые; на основе физических представлений о течении газов через пористые структуры, результатов исследования характера течения и наиболее значимых параметров структуры материалов разработать модели, описывающие зависимость коэффициента воздухопроницаемости от строения полотен и условий испытаний; провести экспериментальную проверку и оценку разработанных моделей; для приближения условий лабораторных испытаний к эксплуатационным разработать устройства и методики, позволяющие исследовать влияние а) влагопереноса на воздухопроницаемость материалов различных структур и волокнистого состава, б) многоосного растяжения на воздухопроницаемость текстильных полотен; для выбора оптимального вида шва исследовать воздухопроницаемость участков тканей с различными шовными соединениями.

Основные методы исследований

Методологической основой представленных в диссертации теоретических и экспериментальных исследований явились сложившиеся в материаловедении волокнистых материалов и изделий текстильной и легкой промышленности традиционные и новые научные представления о проницаемости материалов. В работе использованы математические законы и уравнения, основные положения молекулярной физики, механики жидкостей и газов, газо- и гидродинамики, теории подобия, теории сорбции и массопереноса, методы структурного анализа материалов, в том числе электронная микроскопия.

Применены методы математического моделирования, математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа. Использованы операционные системы Windows 6.0, Windows 98, Windows ХР, программные продукты «Statgraf», «Origin 6.1».

Объекты исследований

Методы и средства измерений и испытаний, материалы для одежды — ткани, трикотажные полотна, нетканые материалы.

Научная новизна исследований

Научная новизна результатов проведенных исследований состоит в следующем:

- развиты теоретические представления о процессе прохождения воздуха через текстильный материал и впервые разработана теоретическая модель, позволяющая на основе информации о строении тканых структур и вязкости проходящей через них среды прогнозировать их проницаемость;

- предложены в систематизированном виде характеристики функций одежды; определено место и значимость комфортности одежды в общей системе её функций, изучены главные составляющие комфортности и свойства материалов, ее определяющие, к числу важнейших из которых относится воздухопроницаемость;

- предложен комплексный показатель строения тканей, на основании значений которого возможен теоретический расчет их воздухопроницаемости;

- предложен новый показатель, характеризующий сжимаемость текстильных материалов;

- разработаны устройство и методика оценки воздухопроницаемости текстильных материалов в условиях приближенных к эксплутационным, позволяющие экспрессно оценивать роль диффузионной и сорбционной составляющих влагопереноса;

- разработано устройство, обеспечивающее возможность проведения измерений коэффициента воздухопроницаемости текстильных полотен при различных степенях их многоосного растяжения;

- получены модели, описывающие изменение воздухопроницаемости полотен различных структур при их растяжении;

- предложен новый комплексный показатель структуры нетканых материалов различных способов производства, учитывающий характеристики их строения - поверхностную плотность, толщину, заполнение волокном, объемную массу;

- разработаны экспериментальные модели для прогнозирования воздухопроницаемости нетканых материалов.

Практическая значимость результатов работы

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что полученные при её выполнении результаты позволяют решать следующие задачи: осуществлять расчёт и прогнозирование воздухопроницаемости тканей на этапе их проектирования и при эксплуатации;

- получать результаты измерений воздухопроницаемости материалов с высокой достоверностью на приборах выбранных на основе сопоставительного анализа инструментальной базы российского, венгерского и британского производства;

- проводить структурную оценку тканей на основе методов, обеспечивающих получение достоверных данных; экспрессно оценивать роль волокна в процессе переноса влаги через материал, например при эвакуации влаги из пододежного пространства;

- проводить измерения воздухопроницаемости полотен в деформированном состоянии, соответствующем условиям их эксплуатации; прогнозировать воздухопроницаемость нетканых материалов по заданным значениям характеристик их строения.

Результаты научных исследований, представленных в диссертационной работе, и рекомендации выработанные на их основе внедрены в ЗАО «Научно-производственное объединение специальных материалов», ООО Научно-производственная фирма «ТЕХИНКОМ», ЗАО «Катод-Текстиль», ООО Научно-производственная фирма «Коруна», ОАО «ЦНИИ по переработке штапельных волокон», ОАО «Институт технических сукон».

Решение в диссертации проблемы проектирования текстильных материалов с заданной воздухопроницаемостью и ее оценки в условиях, приближенных к эксплуатационным, имеет социальную значимость, так как создает возможность обеспечения соответствия свойств изготавливаемых материалов и одежды из них гигиеническим нормам, содержащимся в Постановлении Главного государственного санитарного врача РФ № 51 от 17.04.2003 «О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.4.7./1.1.1286-03», по которому воздухопроницаемость отнесена к числу трех важнейших регламентируемых физико-гигиенических показателей изделий I, II и III классов.

Значение полученных результатов для теории

Для теории существенное значение имеют представленные: - концепция разработки методов оценки и расчета характеристик свойств материалов; развитые теоретические представления о процессе прохождения воздуха через пористый текстильный материал; теоретическая модель, позволяющая прогнозировать проницаемость тканых структур на основе данных об их строении и вязкости проходящей среды; модели воздухопроницаемости текстильных материалов различных способов производства; методы исследования и оценки воздухопроницаемости материалов в условиях, приближенных к эксплуатационным.

Достоверность проведенных исследований

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в работе, подтверждается сопоставимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов исследований и анализа результатов эксперимента, а также широкой апробацией полученных данных, их положительными оценками при опубликовании в научных изданиях как в РФ, так и за рубежом, позитивной и заинтересованной оценкой со стороны промышленности.

Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований характеристик строения и свойств материалов осуществлялась с применением современных методов, в том числе с использованием программ «Statgraf» и «Origin 6.1».

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях и симпозиумах:

• Республиканская научно-практическая конференция. Иваново, 1983;

• Конференция «Современная техника и технология х/б производства и перспективы развития отрасли». Иваново, 1984;

• XI Всесоюзная научная конференция по текстильному материаловедению. Москва, 1984;

• XII Всесоюзная научная конференция по текстильному материаловедению. Киев, 1988;

• Научно-технические конференции СПГУТД . 1995, 1997, 2000;

• 77 Всемирная конференция Текстильного института (Textile Institute's 77th World Conference). Тампере, Финляндия, 1996;

• 4-й Симпозиум Королевского химического общества COPS-IY (Characterization of Porous Solids). Бат (Bath), Великобритания, 1996;

• Конференция Французского текстильного института и общества волоконщиков США (Fiber Society Conference). Мюлуза, Франция, 1997;

• Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества» (Материаловедение - 99). Черкизово, 1999;

• II Международная научно-практическая конференция «Материаловедение — 2002». Черкизово, 2002, а также на научных семинарах:

- факультета текстильной технологии Института науки и техники Университета Манчестера, Великобритания;

- научно-исследовательской текстильной лаборатории De Meulemeester департамента текстиля Университета г. Гента, Бельгия;

- кафедры материаловедения Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.

Теоретические обобщения, новые научные положения, связанные с теорией воздухопроницаемости материалов, разработанные методы и средства оценки воздухопроницаемости материалов используются # в лекционных курсах и лабораторных практикумах для подготовки дипломированных специалистов по направлению 656100 - «Технология и конструирование изделий легкой промышленности», по специальности 052400 «Дизайн», для подготовки магистров по направлению 553900 «Технология, конструирование изделий и материалы легкой промышленности», включены в учебные пособия и методические указания, в том числе «Определение воздухопроницаемости текстильных материалов». Л., ЛИТЛП, 1983, 10 е.; «Физические свойства текстильных материалов». Л., ЛИТЛП, 1987, 31 е.; «Методы исследования свойств текстильных изделий». Л., ЛИТЛП, 1988, 69 е.; «Терминологический словарь по текстильному и швейному материаловедению». С-Петербург, 1998, 122 е., Лабораторный практикум «Текстильное материаловедение». /СП6.-СПГУТД.-2002, используются в УИРС, курсовом и дипломном проектировании.

Личный вклад автора

Личный вклад Куличенко А.В. состоит в определении и формулировании основной идеи и темы диссертационной работы, которая определила развитие научных основ материаловедения производств изделий текстильной и легкой промышленности в области изучения строения и проницаемости материалов, разработки методов научных исследований, идей, теории и экспериментальной практики исследований по данному направлению.

Автором впервые разработаны теоретические и эмпирические модели, позволяющие прогнозировать воздухопроницаемость материалов на основе информации об их характеристиках строения, устройства и методики для исследования воздухопроницаемости текстильных материалов в условиях, приближенных к эксплуатационным. Куличенко А.В. разработал программы, руководил и принимал непосредственное участие в практическом выполнении экспериментальных исследований.

Автор защищает:

- развитые в работе научные представления о процессе прохождения воздуха через пористые волокнистые системы;

- теоретическое обоснование разработанной физической модели, позволяющей на основе информации о строении тканых структур и вязкости проходящей через них среды прогнозировать их проницаемость;

- разработанные экспериментальные модели прогнозирования воздухопроницаемости нетканых материалов различных способов производства;

- теоретическое обоснование технических решений разработки устройств, обеспечивающих проведение испытаний материалов на воздухопроницаемость в условиях, приближенных к эксплуатационным;

- экспериментальные методы оценки воздухопроницаемости материалов в условиях одновременного влагопереноса, в условиях пространственной деформации полотен и на участках, имеющих шовные соединения;

- предложенные в работе новые комплексные показатели строения тканей и нетканых материалов для расчета и прогнозирования их воздухопроницаемости.

Публикации

По теме диссертации лично и в соавторстве опубликовано 42 работы, в том числе 11 статей, в изданиях, включенных в список, утвержденный ВАК при Министерстве образования и науки РФ. Ряд материалов опубликован в зарубежных научных изданиях, таких как Journal of the Textile Institute (Великобритания), Vlakna a Textil (Словакия), Journal of Federation of Asian Professional Textile Associations (Гон-Конг), Fibre Chemistry (США).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, общего заключения по работе, списка литературы и приложений. Изложена на 340 страницах, включает 115 рисунков, 69 таблиц, 191 библиографический источник. Приложения представлены на 99 страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 С учетом современных представлений о воздухопроницаемости текстильных материалов, положений газо- и гидродинамики, развиты научные основы прогнозирования воздухопроницаемости текстильных материалов и их оценки в условиях, приближенных к эксплуатационным.

2 Установлено место комфортности одежды в общей системе её функций; изучены главные составляющие комфортности и свойства материалов, ее обеспечивающие; определена значимость воздухопроницаемости.

3 На базе физических представлений о течении газов через пористые системы впервые разработана теоретическая модель, описывающая зависимость скорости прохождения воздуха через ткани от факторов внешней среды и характеристик их строения. Наиболее значимыми характеристиками строения тканей, вошедшими в комплексный показатель их структуры, с которыми тесно связана их воздухопроницаемость, определены сквозная пористость, толщина и гидравлический диаметр пор. Экспериментально доказана возможность применения разработанной модели для прогнозирования воздухопроницаемости тканей.

4 В процессе экспериментальной проверки разработанной теоретической модели, установлены существенные различия результатов, получаемых при использовании разных методов определения сквозной пористости тканей. Установлена наибольшая достоверность результатов, полученных проекционным методом, который принят для применения в исследовательской практике.

5 На основе проведенного сопоставительного анализа зарубежных и отечественных приборов для оценки воздухопроницаемости и их экспериментальной проверки даны рекомендации по их применению.

6 Разработаны новые оригинальные устройства и предложены методики, позволяющие проводить оценку воздухопроницаемости текстильных материалов в условиях приближенных к эксплуатационным, в том числе

- устройство и методика оценки воздухопроницаемости материалов в условиях одновременного влагопереноса (патент № 673892); устройство и методика оценки воздухопроницаемости высокорастяжимых текстильных материалов при различных величинах их многоосного растяжения.

7 В результате исследований, проведенных с применением разработанных в диссертации методики и устройства, установлен характер изменения воздухопроницаемости материалов в условиях одновременного влагопереноса и предложена математическая модель для его описания. Определены особенности процесса снижения воздухопроницаемости в условиях одновременного влагопереноса для материалов, отличающихся по волокнистому составу. Метод рекомендован для применения в качестве экспрессного для сопоставительной оценки роли волокон в процессе влагопереноса через материалы.

8 В результате проведенных исследований воздухопроницаемости высокорастяжимых полотен на базе новых разработанных устройства и методики, установлены закономерности изменения воздухопроницаемости при их деформациях многоосного растяжения. Найденные закономерности являются основой для прогнозирования воздухопроницаемости полотен в деформированном состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации изделий.

9 На основе анализа результатов исследования влияния различных характеристик строения нетканых материалов на их воздухопроницаемость, предложен новый комплексный показатель их структуры, учитывающий влияние наиболее значимых характеристик строения — поверхностной плотности, толщины, средней плотности, заполнения материала волокном. Подтверждена высокая степень корреляции воздухопроницаемости нетканых материалов с комплексным показателем структуры. Полученные уравнения регрессии, описывающие зависимость воздухопроницаемости нетканых материалов различных способов производства от предложенного комплексного показателя их структуры, рекомендованы для прогнозирования их воздухопроницаемости.

10 Разработанные в диссертации устройства и методики нашли практическое применение в разработках различных видов изделий (в том числе одежды специального назначения), в которых учитывались возможные изменения воздухопроницаемости и, как следствие, комфортности материалов, а предложенные в диссертации модели, описывающие взаимосвязь воздухопроницаемости с показателями строения материалов - при их проектировании.

11 Разработанные модели и методы прошли апробацию в зарубежных научно-исследовательских центрах (Бельгия, Великобритания), опубликованы в международных научных изданиях — Journal of the Textile Institute (Великобритания), Vlakna a Textil (Словакия) и получили положительную оценку на российских и международных (Финляндия, Франция) конференциях.

12 Полученные новые знания в области материаловедения производств текстильной и легкой промышленности нашли применение в учебном процессе при подготовке специалистов для данных отраслей.

6.5 Заключение

• По данным наиболее полных и глубоких опубликованных работ, посвященных целенаправленному исследованию зависимости воздухопроницаемости нетканых материалов от характеристик их строения, самыми значимыми характеристиками строения НМ, влияющими на их воздухопроницаемость, считаются: для нетканых материалов различных способов производства (иглопробивные, холостопрошивные, клееные) — поверхностная плотность G (V.Kothari, A.Newton); для иглопробивных нетканых материалов — заполнение материала волокном Е/ (V. Subramaniam, М. Madhusoothanan, С. Debnath).

• Выполненный и представленный в данной главе корреляционный анализ экспериментальных данных V. Kothari и A. Newton показал меньшую степень взаимосвязи между воздухопроницаемостью и заполнением НМ волокном, чем взаимосвязь между воздухопроницаемостью и поверхностной плотностью НМ.

• Ранее предлагавшиеся в качестве универсальных характеристик строения НМ поверхностная плотность G (или величина ей обратная —) и заполнение НМ волокном Ef (или величина ей обратная —), таковыми

Е/ не являются, так как не могут учитывать влияние на проницаемость НМ других характеристик строения.

• Характеристика — (величина обратная показателю заполнения НМ

Е/ волокном) может быть использована для прогнозирования воздухопроницаемости НМ, имеющих одинаковую толщину.

• Характеристика — (величина обратная поверхностной плотности G

НМ) может быть использована для прогнозирования воздухопроницаемости НМ одинакового волокнистого состава.

• В результате проведенного исследования для прогнозирования воздухопроницаемости НМ предложен универсальный комплексный показатель, учитывающий влияние на воздухопроницаемость четырех исследованных характеристик строения НМ — поверхностной плотности, толщины, объемной массы и заполнения волокном. Данный показатель представляет собой величину, обратную произведению заполнения волокном на толщину НМ (—-— ).

Еf L

• Проведенным корреляционным анализом показано, что для НМ трех способов производства — холстопрошивных, иглопробивных и клееных, связь их воздухопроницаемости с данным показателем является наиболее тесной (для иглопробивных НМ величина коэффициента корреляции воздухопроницаемости с данным показателем — 0,99, для холстопрошивных - 0,98, для клееных - 0,99).

• В результате регрессионного анализа экспериментальных данных для прогнозирования воздухопроницаемости НМ предложено линейное уравнение вида

B-b

Ef-L

Определены значения коэффициента b в данном уравнении для иглопробивных (Ь = 11,68), холстопрошивных (b = 10,76), клееных (b = 8,04) нетканых материалов.

1. Hollies R.S., Goldman R.F. Clothing Comfort. John Wiley. Chichester. 1977.

2. O.Meehels. Melliand Textielberichte. 1957. - No.5. - s. 527 - 531.

3. Сильченко K.K., Терентьев Л.П. Модель потовой жидкости. //В материалах симпозиума "Современные методы исследования одежды". — Л.-1973.

4. E.T.Renbourn, W.H.Rees. Materials and Clothing in Health and Disease.— 1972.

5. R.W.Berg, K.W.Buckingham, R.L.Stewart. Etiologic Factors in Diaper Dermatitis: The Role of Urine. //Pediatric Dermatology. - 1986. - V. 3. -No.2. — p. 102 - 106; V. 4 - No.2. - p. 107-112.

6. J.J. Leyden. Diaper Dermatitis. //Dermatology Clinics. 1986. - V.4. — No.l. - p. 23 - 28.

7. Городинский C.M., Серяпин А.Д., Мазин A.H. и др. Динамика выделения некоторых продуктов метаболизма у человека, находящегося в изолирующем снаряжении. // Космическая биология. 1968. — № 4. — С. 72 -76.

8. Fourt L., Norman R.S. Clothing: Comfort and Function. Marcel Dekker. — New York.-1970.

9. Коблякова Е.Б. и др. Основы конструирования одежды. М.: Легкая индустрия. 1980. - 448 с.

10. Jurgen Haase. Испытание и оценка гигиенических свойств текстильных изделий. //Textiltechnik. 1980. - Bd. 30. - No. 3. - s. 314 - 318.

11. A.L.Knoll, M.Shilon. The Relative Importance of Laboratory Tested Properties in Clothing Items. //Textile Institute and Industry. 1976. - V. 14. — No. 4.-p. 128-132.

12. I.F.C. Hampton, J.H.Keighly, Y.Li, J.T. Mclntyre. Fibres for Comfort? //Textile Institute. Fiber Science Group Conference. 1989.

13. Morooka Harumi, Niwa Masako. Комфортность трикотажных изделий. //J. Jap. Res. Assoc. Text. End-Uses. 1988. - 29. - No. 10. - p. 424 - 431 (Jap.).

14. V.Sheridan. A Question of Comfort. //Du Pont Magazin. European Edition. — 1980. No. 3.-p. 16-18.

15. M.Disher. All about Stretch. //Manufacturing Clothier. 1980. - No. 11. - p. 47-55.

16. Clothing Comfort. Interaction of Thermal, Ventilation, Construction and Assesment Factors. Edited by N.R.S. Hollies, R.F. Goldman. The Fiber Society Inc. Comfort Symposium Proc. Ann Arbor Science Publishers Inc. USA. — 1977.

17. Fanger P.O. Thermal Comfort. Donish Technical Press. — Copenhagen. -1970.

18. L.W.Ogden, W.H.Rees. Measurement of temperature and relative humidity on the skin and clothing of a human Subject. //J. of the T.I. 1947. - Nov. - p. T371 - T386.

19. Уэбб П. Тепловые свойства среды и температурный стресс. // В кн. "Основы космической биологии и медицины". Пер. с англ. М.: 1975. -т.2. — кн.1. - С. 105-138.

20. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений: Расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека. Пер. с англ. — М.: Стройиздат. -1981.- 248 с.

21. Хензель Г. Регулирование температуры тела. //Пер. с нем. Сб. Процессы регулирования в биологии. М.: 1960. - С. 44 - 62.

22. J.H.Keighley, A.Steel. An assessment of the functional and design requirements of clothing used to protect the human body. //Clothing Res. J.-V.8. 1980. — No.l. - p.9.

23. W.R. Moncrieff. Clothing and body moisture losses.//Man-made Text. -1963.-40.-No. 473.

24. Слоневский С.И., Миронова А.И. Изучение микроклимата одежды,- //В сб. "К вопросу изучения гигиены одежды". Труды АМН СССР. Т.ЗО. — М.: Медгиз. -1953.

25. R.C. Ghosh. Comfort of clothing.//Text. Trends. 1972. - 15. - No.6. - p. 51-53.

26. P.Hoffmann, A.J.Bayer. Une nouvelle generation de fibre absorbantes.

27. Оппл Л., Йокл M. Методика измерения микроклиматических условий в гигиенической практике. Пер. с чешского. М.: Медгиз. - 1962.

28. Витте Н.К. Тепловой обмен человека и его гигиеническое значение. — Киев: Госмедиздат УССР. 1956. - 148 с.

29. Малышева А.Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена человека с окружающей средой. М.: 1963. — 243 с.

30. Склянников В.П., Афанасьева Р.Ф., Машкова Е.Н. Гигиеническая оценка материалов для одежды (Теоретические основы разработки). — М.: Легпромбытиздат. — 1985. 144 с.

31. A.P.Gagge, А.С. Burton, Н.С. Bazett. Science. - 1941. - 94. - p. 428.

32. Городинский С.М. Средства индивидуальной защиты для работ с радиактивными веществами. М.: 1973.

33. Muravova A. Fyziologia Odevania. Tepelna Regulacia cloveka. Vlakna a textil. 2001, No 8, 48-49.

34. Афанасьева Р.Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода. М.: Легкая индустрия. — 1977.

35. Matsukawa Tetsuya. Оптимальная одежда. //Сэнсеку коге, Dyeing Ind.-1973. 21. - No.ll. - p. 648 - 655.

36. Маршак M.E. Температура кожи человека. //Гигиена, безопасность и патология труда. 1930. — № 6. - С. 11 - 25.

37. Путилова А.А. Микроклимат под одеждой как показатель терморегуляции. 2°е сообщение. Влияние лучистой энергии и движения воздуха. //Гигиена и санитария. 1940. - № 10. - С.14 - 17.

38. Максимов Г.А. Отопление и вентиляция. ч.2. М.: Высшая школа. — 1968.-С. 26-27.

39. Кощеев B.C. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека от холода. М.: Медицина. - 1981. - 287 с.

40. Гуменер П.И. Изучение терморегуляции в гигиене и физиологии труда. М.: Медгиз. - 1962.

41. Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М.: 1957.

42. Володина К.В. Влагопотери человека испарением в покое и при физической работе в различных условиях микроклимата. Автореф. дисс. . канд.техн.наук // Киев: 1955. 18 с.

43. Бекетов А.И. Экстраренальные потери воды организмом и доля теплоотдачи испарением при разных энергозатратах и тепловых состояниях человека // Актуальные проблемы общей и военной гигиены / Труды ВМА им.С.М.Кирова. Л.: 1973. - Т.193. - С. 71 - 73.

44. Я.Куно. Перспирация у человека / Пер. с англ. М.: Иностранная литература. -1961.

45. Holmer J., Elnas S. Physiological evaluation of the resistance to eveporative heat transfer by clothing //Ergonomics. 1981. - V.24. - No.l. - s. 63 - 74.

46. Du Bois. Stanford University Publication //University Series, Medical Sciences. 1937. - No.4. - Ch. 2.

47. Herzog Wilhelm. Bekleidungsphysiologie und Chemiefasern //Osterr Text. — Z. 1964. - No.9. - 18. - 196 - 201.

48. H.G. David //T.R.J. 1965. - 35. - p.820.

49. Rubner, von Levaschev. Arch for Hygiene. 1896. - 29. - p. 1.

50. Витте H.K., Шахбазян Г.Х. Некоторые пути улучшения теплоотдачи и организации отдыха в горячих цехах //Гигиена и санитария. — 1940. — № 4. -С. 10-14.

51. Любич М.Г. Гигиенические свойства обуви и пути их улучшения. — Ростехиздат. — 1962.

52. Кавказов Ю.Л. Требования к гигиеническим свойствам искусственной кожи для верха обуви /Научн. труды ЦНИИКП. сб.23. - 1954.

53. Афанасьева Р.Ф., Репин Г.Н., Павлухин JI.B., Шлейфман Ф.М., Басаргина JI.A. Критерии оценки теплового состояния человека для обоснования нормативных требований к производственному микроклимату //Гигиена и санитария. 1983. - № 7. - С. 79-81.

54. Мишнина В.М., Фукс Ю.Г. и др. Ткани для спецодежды рабочих горячих цехов в СССР и за рубежом. Обзор. М.: ЦНИИТЭИлегпром. -1978.-С. 6.

55. Кричагин В.И. Приемы и методы ориентировочных расчетов переносимости человеком высоких и низких температур внешней среды //Военно-медицинский журнал. 1965. - № 10. - С. 30 - 38.

56. Временные физиолого-гигиенические требования к изолирующим средствам индивидуальной защиты. М.: 1978. - 18 с.

57. Mellanby К. Jornal of Hugiene. 1932. - 32. - p. 268.

58. L. Hill. Report Local Govt. Board of Public Health and Medical Subjects. — 1914.-No. 100.

59. Кокеткин П.П., Чубарова 3.C., Афанасьева Р.Ф. Промышленное проектирование специальной одежды. М.: Лег. и пищ. промышленность. - 1982. - 183 с.

60. Gerrard М. Measurement of Ventilation Rates with Radioactive Tracers //ASHRAE J. Sept. 1968. - p. 47 - 50.

61. Hitchin E.R., Wilson C.B. Investigation of Natural Ventilation in Buildings. Bldg. Sci 2. 1967/68. - p. 60 - 73.

62. Hunt C.M., Burch D.M. Air infiltration measurments in a Four-Bedroom Townhouse Using Sulfur Hexafluoride as a Tracer Gas //ASHRAE Trans. 81. -1975.-p. 186-198.

63. Prado F., Leonard R.G., Goldschmidt V.W. Measurement of infiltration in a Mobile Home //ASHRAE Trans. 82. 1976. - p. 151 - 166.

64. Tamura G.T., Wilson A.G. Air Leakage and Pressure Mesurement on Two Occupied Houses //ASHRAE Trans. 70. 1976. - p. 110.

65. Crockford G.W., Crowder M., Prestidge S.P. A Trace Gas Technique for Measuring Clothing Microclimate Air Exchange Rates //Brit. J. Ind. Med. 29. -1972.-p. 378-386.

66. Hollies N.R.S., Fourt K., Arnold G., Custer N. Use Type Tests for Comfort and Effectiveness of Firemen's Turnout Coats. U.S.Dept. of Commerce. Contract No. NBS 235929. - 1973. - p. 18 - 26.

67. Crockford G. W., Rosenblum H.A. The Mesurement of Clothing Microclimate Volume //Cloth. Res. J. 2. 1974. - p. 109 - 115.

68. Vokac А., Корке V., Keul P. Assesment and Analysis of the Bellows Ventilation of Clothing //T.R.J. 43. 1973. - p. 474 - 482.

69. G.F. Fonseca, J.R. Breckenridge. Wind Penetration Through Fabric System. Part 1 //T. R. J. 35. 1965. - p. 95 - 103.

70. Birnbaum R.R., Crockford G.W. Measurement of the Clothing Ventilation Index // Applied Ergonomics. 1978. - 9. - No.4. - p. 194 - 200.

71. Harter K.L., Spivak S.M., Yeh K. Application of the Trace Gas Technique in Clothing Comfort /A\R.J. 1981. - No. 5. - p. 345 - 355.

72. J. L. Spenser-Smith. The Limitation of Woodcock's "Moisture Permeability Index". Textile Res. Journal. 1975. - vol. 45. - N 3, p. 220 - 222.

73. H.M.Taylor. Ventile Fabrics. How and Why they were Developed //Textile Institute and Industry. 1975. - V.13. - No. 11. - p. 359 - 360.

74. Keighly J.H. Breathable fabrics and Comfort in Clothing //J. Coat. Fabrics. — 1985. 15. - No. 10. - p. 89 - 104.

75. L.De Koninck. Water Vapour Permeable Fabric Coating / 4 Международный симпозиум по хим.волокнам. Калинин: 1986. - Т. 5. — С. 44-52.

76. Solid Layer stops water but allows vapour to pass — Eng. Mater, and Des. — 1989.-33.-No. 1-2.-p. 12.

77. Левитан E.C., Сухарев М.И. Структура и свойства тканей из высокобъемной пряжи. — М.: Легкая индустрия. — 1972.

78. Либерзон В.Л. Определение воздухопроницаемости тканей и одежды /Труды ВММА. Т.1. - 1941.

79. Рекк Е.В. Сравнительная оценка тканей, применяющихся для очистки воздуха от пыли в вентиляционных фильтрах //Отопление и вентиляция. -№ 4. -1934.

80. Флоринский Б. О скорости прохождения воздушного потока через ткани //Ж.Т.Ф. Т.6. - вып.5. - 1936.

81. Форхгеймер Ф. Гидравлика /Пер. с англ. М - Л.: 1935.

82. Рахматуллин Х.А. Обтекание проницаемого тела /Вестник МГУ. — № 3. -1950.

83. Попов С.Г. Некоторые задачи и методы экспериментальной аэромеханики. Госизд. тех.-теор. лит-ры. — М.: 1952.

84. Ханжонков В.И. Сопротивление сеток. Промышленная аэродинамика. -ЦАГИ. -1944.

85. Зеленко М.Ф. Воздухопроницаемость парашютных тканей при больших разностях давлений воздуха на ткань. Автореф. дисс. . к.т.н. МТИ. — 1949.

86. L.W. Rainard //Т. R. J. 16. - 1946; 17. - 1947.

87. Архангельский Н.А. Воздухопроницаемость тканей. Эксплуатационные свойства тканей и современные методы их исследования. — Ростехиздат. 1960. - С. 376-413.

88. Колесников Л.А. Теплозащитные свойства одежды. — М.: Легкая индустрия. 1965.

89. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. Ч.З. М.:

90. Легкая индустрия. 1967. - С. 226.

91. K.Sperschneider. Einsatzmoglichkeiten bekleidungshygienisch wichtiger textilphysikalischer Prufverfahren im Industriezweig Trikotagen und Strumpfe //Bekieidung und Maschenware. 1973. - Bd.12. - No.5. - s. 199 - 205.

92. Clayton H.C. //Journal of the Textile Institute. 26. - 1935. - p. T171.

93. Р.Мередит, Дж.В.С.Херл. Физические методы исследования текстильных материалов. — М.: Гизлегпром. — 1963. С.280.

94. L.Kuncewicz. Przeglad Wlokna. 1964. -18. - s. 15.

95. Вершинина К.И. Исследование новых фильтрующих матеарилов для очистки воздуха от волокнистой пыли в установках кондиционирования основных текстильных производств. Канд. дисс. М.: МТИ. — 1964.

96. Васильев Б.Ф. Воздухопроницаемость сыпучих материалов. Вопросы строительной физики в проектировании. Сб. 2. - Изд. строит.литературы. — М Л.: 1941.

97. Ахмеджанова Ф.А., Склянников В.П. Потребительские свойства шелковых тканей для региона с жарким сырым климатом. Текстильная промышленность. 1992. — № 8.

98. Склянников В.П., Кондратьева А.В. Система комплексов параметров строения тканей. Текстильная промышленность. 1988. - № 4.

99. Розанова Н.П. Влияние крутки пряжи на основные свойства х/б парашютных тканей. Автореф. дисс. к.т.н. - ИвТИ. - 1946.

100. Скворцова В.Н. Зависимость воздухопроницаемости ткани от максимальной длины перекрытия //Текст, пром-сть. — 1968. — № 6. — С. 75 — 76.

101. Шустов Ю.С., Горячев Н.В. Влияние параметров строения и давления на воздухопроницаемость тканей, выработанных из мононитей. Химические волокна. — 2002. № 2.

102. Шустов Ю.С. Разработка методов прогнозирования строения и свойств текстильных материалов с использованием теории подобия и анализа размерностей. Автореферат докторской диссертации. М. 2003.

103. Кондрацкий Э.В., Карпов В.Е. Оценка воздухопроницаемости тканей в текстильных полотнах /Товароведение и легкая промышленность. Вып.2. - Минск: Вышэйшая школа. - 1975. - С. 134 - 135.

104. N.C.Davies. Factors in influencing the air-Permeability of Felt and Felt-like Structures. Proc. Inst. mech. Eng. - 1952. - L.1B. - p. 185.

105. Кесвелл P. Текстильные волокна, пряжа и ткани. Изд-во научно-техн. лит-ры РСФСР. -1960.

106. G.E.R. Lamb, P. Constanza, В. Miller. Influences of filter geometry on the performance of nonwoven air filters. Part 1: T.R.J. 1975. — vol. 46. — No 6; Part 2: T.R.J. - 1979. - vol. 49. - No 2.

107. Бычков M., Дианич M. Воздухопроницаемость полульняных сорочечно-платьевых тканей //Изв. ВУЗов. ТТП. — 1975. № 5.

108. Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства. — М.: Легкая промышленность и бытовое обслуживание. 1986. - С. 214.

109. Модестова Т.А., Флерова Л.Н., Бузов Б.А. Материаловедение швейного производства. — М.: Легкая индустрия. — 1969.

110. Физико-механические свойства текстильных материалов и их определение. Э.И. //Швейная промышленность. — 1971. № 7.

111. Попов С.Г., Палазов С.П. Об определении воздухопроницаемости тканей //Измерит, техника, 1941. № 5.

112. Авт. св-во СССР № 140603. Прибор для определения воздухопроницаемости различных образцов, например, ткани.

113. Preda С. Cercetari privind permeabilitatea le aer a produselor de imbracaminte fabricate in tara. Ind. Text (RSR). 1971. - 22. - No 3. - 169 -171.

114. Бузов Б.А. и др. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства. М.: Легкая индустрия. — 1972. — С. 265 — 270.

115. ГОСТ 12088-77. Материалы и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости.

116. Львова И.Л., Гольдштейн С.М. Определение воздухопроницаемости хлопчатобумажных технических тканей на приборе ВПТМ-2. //Р.Ж. Легкая промышленность. 1987. - № 3. - С. 66 - 70.

117. Буклет фирмы «Shirley Development Limited». Shirley Airpermeability Tester. 1981. SDL. - p. 21.

118. Mesure de la permeabilite a l'air. Industrie Textil. 1988. No 1193. - c. 1172.

119. Авт. св-во СССР № 88037. Прибор для определения воздухопроницаемости.

120. Авт. св-во СССР № 294101. Прибор для определения воздухопроницаемости фильтровальной ткани.

121. Патент США № 3808876. Прибор для испытаний поверхностей на проницаемость для воздуха.

122. Патент Великобритании № 1161684. Прибор для измерения газовой проницаемости.

123. Авт. св-во СССР № 377686. Устройство для измерения воздухопроницаемости волокнистого материала.

124. Авт. св-во СССР № 2372849. Устройство для измерения газопроницаемости пористых материалов.

125. ГОСТ 3811 72. Материалы текстильные. Ткани, нетканые полотна и штучные изделия. Метод определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей.

126. ГОСТ 12023 — 93. Материалы текстильные. Полотна. Метод определения толщины.

127. ГОСТ 3812 — 72. Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения плотности нитей и пучков ворса.

128. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. М.: Легпромбытиздат. 1985. - т.1. - С. 78.

129. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. М.: Легкая индустрия. 1964. - 4.2. - С. 56.

130. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. -1983.

131. Альтшуль А.Ф., Киселев П.П. Гидравлика и аэродинамика. М.: 1965. -С. 112.

132. Кленов В.Б. Фильтрация жидкости через слой деформируемого текстильного матнериала. М.: Легкая индустрия. — 1972.

133. Кондрацкий Э.В. Аэродинамические свойства тканей и области малых чисел Рейнольдса. Изв. ВУЗов. Технология текст, пром-сти. — 1972. — № 4.

134. Справочник по гидравлике. /Под ред. В.А. Большакова. — Киев: Вища школа. 1977. - С. 31.

135. Короткова И.В., Бухарин В.И. Теоретическое и экспериментальное исследование воздухопроницаемости текстильных материалов. — М.: 1983. Деп. в ЦНИИТЭИлегпроме. - № 868.

136. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. М.: Энергоиздат. 1961.

137. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Госэнергоиздат. -1960.• 140 A.V. Kulichenko, L. van Langenhove. The Resistance to Flow Transmission of Porous Materials.//Journal of the Textile Institute. 1992. -No l.-p. 127-132.

138. Куличенко A.B. Теоретическая оценка взаимосвязи между воздухопроницаемостью и структурой фильтровальных тканей. Межвузовский сборник научно-иссл. тр. СПб. СПГУТД. - 1995. - С. 142 -149.

139. X. Кухлинг. Справочник по физике. М.: Мир. - 1982. - С. 458.

140. Венцель Е.С. Теория вероятностей. М., Наука. — 1969. 576 с.

141. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М., Наука. -1970. -103 с.

142. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М., Мир. 1972. - 381 с.

143. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров. М., Химия. 1976. - 215 с.

144. H.F. Schiefer. ASTM Bulletin. 1953. September. - p. 48.

145. Соловьев A.H. Измерения и оценка свойств текстильных материалов. М.: Легкая индустрия. 1966. - С. 84.

146. Oliver С. Wells. Scanning electron microscopy. McCraw Hill Bore Сотр. -1974.

147. J.W.S. Hearle, J.T. Sparron, P.M. Gross. The Use of the Scanning electron microscope. Pergamon press. - 1972.

148. Склянников В.П. Строение и качество тканей. М.: Легкая и пищевая ^ промышленность. - 1984. — 176 с.

149. Куличенко А.В. и др. Устройство для определения воздухопроницаемости пористо-волокнистых материалов и их пакетов. Патент № 673892.

150. Горлин С.Н., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. Методы и приборы. М.: Наука. 1961.

151. Физиология человека. Под ред. Зимкина Н.В. М., 1970. с. 101.

152. Сухарев М.И., Куличенко А.В. Современные методы оценки влажности текстильных материалов. Известия ВУЗов. Технология текст.• пром-сти. — 1976. № 6.

153. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука. -1967.

154. Радушкевич JI.B. Попытки статического описания пористых сред. Основные проблемы теории физической адсорбции. М.: Наука. 1970.

155. Гензер М.С. Лечебный трикотаж. М.: Легкая индустрия. 1977.

156. Романов В.Е., Петрунина В.Г., Куличенко А.В., Китаев В.П. Исследование искусственных кож с поливинилхлоридным покрытием для спецодежды.//Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти. — 1984. — № 3 С. 59-61.

157. Петрунина В.Г., Романов В.Е., Куликова Н.А., Куличенко А.В. О взаимосвязи структуры искусственных кож с их влаго- и теплопроницаемостью. Сборник научных тр. Рижского политехи, ин-та. Рига, 1986.-С. 60-65.

158. Куличенко А.В., Игнатова В.А., Перепелкин К.Е. Сравнительный анализ методов определения гидравлического сопротивления текстильных материалов. XI Всесоюзная научн. конф. по текст, материаловедению. Тезисы докладов Моск. текст, ин-т. М.: 1984. - С. 148.

159. Куличенко А.В. Теоретическая оценка взаимосвязи между воздухопроницаемостью и структурой фильтровальных тканей.

160. Межвузовский сб. научно-иссл. Тр. СПб. СПГУТД. - 1995. - С. 142 -149.

161. L. Ya. Tereschenko, A.V. Kulichenko. Textile Contact Devices for Heat-Mass Exchange Equipment and Separation of Gas-Liquid Systems. Book of Abstracts of the Fibre Society Conference. Mulhause. France. 1997. - p. 260 -263.

162. K.E. Perepelkin, A.V. Kulichenko, M.V. Safronova, Z. Yu. Koytova. Sorption-Desorption Static and Kinetic for Textiles of Different Fibres Composition. Book of Abstracts of the Fibre Society Conference. Mulhause. France. 1997. - p. 243 - 246.

163. Гребенников С.Ф., Куличенко A.B., Андрианова И.И. Гигроскопичность текстильных материалов. Материалы научно-техн. СПГУТД «Дни науки 96». СПб. - 1996. - С. 26 - 27.

164. Куличенко A.B., Голубев М.И., Игнатова B.A., Илюхина Т.Н. Исследование воздухопроницаемости ниточных швов текстильных материалов. // Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти. — 1986. — №5.-С. 45-48.

165. M.J. Denton. Understanding stretch fabrics Textiles. 1973. vol. 2 - No 1. - p. 25 - 28.

166. E.M. Crowther. Comfort and Fit in 100 % Cotton-Denim Jeans. Journal of the Textile Institute. 1985. No 5. - p. 323 - 338.

167. Tsuzuku Hatsune. Journal of Japan Research Association of Textile End-Uses. 1988. 29. - No 8. - p. 340 - 345.

168. Веселов В.В., Колотилова Г.В. Воздухопроницаемость текстильных материалов при двухосном растяжении // Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1979. — № 2.

169. Куличенко А.В. и др. Устройство для оценки проницаемости текстильных материалов в деформированном состоянии. Инф. листок. Л. — ЛЦНТИ.

170. Вузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. Ь.: Легпромбытиздат. 1986. - 424 с.

171. Сухарев М.И., Куличенко А.В., Новодворская A.M. О взаимосвязи между деформацией и воздухопроницаемостью текстильных материалов. // Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. — 1979. — № 6.-С. 115-117.

172. P.D. Sale, A.F. Hedrick. Tech. Papers. Bur. Stand. 1924. - 18. - p. 525.

173. M.C. Marsh. //Journal of the Text. Inst. 1931. - 22. - T. 56.

174. F.H. Clayton. The measurement of the airpermeability of fabrics. //Journal of the Text. Inst. 1935. - 26. - T. 171 - T. 186.

175. A. F. Robertson. //T.R.J. -1950. 20. - p. 838.

176. N.C. Davis. Factors influencing the air-permeability of felt and felt-like structures. //T.R.J. 1958. - No 4. - p. 318 - 324.

177. R. Dent. «Non-wovens-71» (Edited by P. Lennor-Kerr). Textile Trade Press. - Manchester. - 1971.

178. G.E.R. Lamb, P. Constanza, B. Miller. Influences of Filter Geometry on the Performance of Non-woven Air Filters. //Textile Research Journal (Part 1 -1975. v. 75. - No 6; Part 2 - 1979. - v. 49. - No 2; Part 3 - 1980. - v. 50. -No 6).

179. V.K. Kothari, A. Newton. The air-permeability of non-wovens fabrics. //Journal of T.I. 1974. - 65. - p. 525 - 531.

180. A.V. Kulichenko, L. van Langenhove. To the Question of the Prediction of Air-Permeability of Non-Wovens. Vlakna a Textil. No 1. - 1994. - p. 33 - 37.

181. V. Subramaniam, M. Madhusoothanan, С. R. Debnath. Air-permeability of blended fabrics/ //J. of T.I. 1988. - vol. 58. - No 11. - P. 677 - 678.

182. Тихомиров B.B. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия. 1974.

183. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука. 1971.

184. Зейдель Л.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. М.: Наука. — 1967.

185. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности. М.: Легкая индустрия. — 1970.

186. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука. 1970.