Так ли важны гигроскопичность и воздухопроницаемость в текстильной продукции?
Одежда играет важную роль в обеспечении комфортного состояния организма человека. В статье мы рассмотрели влияние основных показателей гигиенической безопасности одежды и материалов, из которых она изготовлена, на формирование оптимального пододежного микроклимата.
Роль одежды в жизни человека
В последнее время мы наблюдаем стремительный прогресс в области технологии производства новых тканей и изделий легкой промышленности из них. Появляются так называемые «умные ткани», способные изменять свои свойства в зависимости от внешних факторов, ткани с полезными антибактериальными свойствами, стойкие к высоким и низким температурам, защищающие от ультрафиолетового излучения [Гетманцева В.В., Тюрин И.Н., Андреева Е.Г., Белгородский В.С. монография. — М.: Научная библиотека, 2020. — 180 с]. Вместе с тем, для современной одежды остается неизменным ее основная функция - обеспечивать комфортные условия посредством формирования оптимального пододежного микроклимата, не оказывать отрицательного влияния на здоровье человека, не затруднять дыхание, кровообращение и движения.
В связи с этим оценка современных тканей на гигиеническую безопасность весьма актуальна.
Многочисленными исследованиями доказано, что комфортные условия достигаются за счет оптимального соотношения между основными гигиеническими характеристиками ткани, такими как, гигроскопичность, воздухопроницаемость, паропроницаемость. Остановимся на каждом параметре и степени его влияния на человека подробнее.
Гигроскопичность
Гигроскопичность - показатель, характеризующий способность волокон ткани поглощать водяные пары из воздуха и с поверхности тела и удерживать их при определенных условиях.
Для изготовления ткани используются различные волокна – натуральные, химические: искусственные и синтетические. Натуральные волокна могут быть органическими (растительными, животными) и неорганическими. К растительным (целлюлозным) органическим волокнам относятся хлопок, лен, сизаль, джут, пенька и прочие, к органическим волокнам животного происхождения (белковым) – шерсть и шелк. Для изготовления некоторых видов спецодежды могут использоваться неорганические (минеральные) волокна.
Известно, что наибольшей гигроскопичностью обладают шерстяные ткани (до 17-18%), что позволяет им сохранять высокие теплозащитные свойства даже при увлажнении. Хорошей гигроскопичностью обладают хлопчатобумажные, льняные ткани, ткани из натурального шелка, а также вискозные ткани. Такие ткани используют для изготовления белья и легкого платья. Минимальной гигроскопичностью обладают синтетические ткани, поэтому их не рекомендуют применять для белья.
В обычных температурно-влажностных условиях хлопчатобумажные ткани удерживают 12—17 %, льняные – 11—12 % влаги, в то время как капроновые – 2—4 %, лавсановые – 1 %, хлориновые – менее 0,1 % влаги.
Гигроскопичность тканей определяют в соответствии с ГОСТ 3816 -81 (ИСО 811-81) «Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств».
Воздухопроницаемость
.jpg)
Воздухопроницаемость ткани – важный гигиенический параметр, определяющий способность ткани пропускать воздух, т.е. «дышать» под воздействием перепада давления воздуха.
Воздухопроницаемость необходима для поддержания теплового баланса организма с внешней средой, притока свежего воздуха к телу и удаления углекислоты из пододежного пространства. Излишнее количество углекислоты отрицательно влияет на самочувствие и работоспособность человека. Кроме того, воздушным потоком влага с тела человека испаряется гораздо интенсивнее, снижая риск перегрева. Поэтому одежда должна хорошо вентилироваться. На воздухопроницаемость влияют волокнистый состав и структура используемых материалов, плотность ткани. При всех равных условиях наименьшую воздухопроницаемость имеют ткани полотняного переплетения.
Метод определения воздухопроницаемости установлен в ГОСТ 12088-77 «Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости».
Паропроницаемость
Кроме гигроскопичности и воздухопроницаемости на формирование пододежного микроклимата оказывает влияние и такое свойство материала одежды, как ее паропроницаемость - способность одежды пропускать водяные пары и тем самым обеспечивать нормальные условия жизнедеятельности организма. Чем толще и плотнее ткань, тем меньше паропроницаемость одежды и в случае ее чрезмерного увлажнения может возникать неприятное тактильное ощущение «мокрой» одежды. Недостаточный уровень паропроницаемости ведет к задержанию паров, выделяемых телом человека в пространстве под одеждой, увлажнению одежды и снижению ее теплозащитных свойств, что в дальнейшем может привести к переохлаждению организма.
Наилучшей паропроницаемостью в нормальных условиях характеризуется одежда из хлопчатобумажных и вискозных тканей; у одежды из пальтовых, плащевых тканей, особенно с пленочным покрытием, этот показатель хуже.
Паропроницаемость тканей играет ключевую роль в обеспечении комфортного состояния организма в пододежном слое, особенно для активного отдыха, занятий спортом.
Величины перечисленных гигиенических параметров, главным образом, зависят от пространственной структуры волокна, нити, характера ее выделки, способа кручения пряжи, происхождения волокон, способов обработки тканей, покроя одежды. Меняя эти характеристики, можно повышать или понижать гигиенические параметры.
Надо отметить, что современные технологии позволяют создавать плотные материалы с хорошей циркуляцией воздуха и отводить водяные пары. Для этих целей используются различные методы обработки готовых тканей текстильно-вспомогательными материалами, нанесение специальных покрытий или плазменная обработка, а также применение методов, способных изменять структуру ткани.
Существуют ли оптимальные величины гигроскопичности и воздухопроницаемости?
На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Для каждого изделия, в зависимости от его назначения, возрастной принадлежности, оптимальными будут те или иные значения гигроскопичности и воздухопроницаемости. Так, например, высокие показатели гигроскопичности и воздухопроницаемости могут стать решающими факторами при выборе материала для внутренних слоев одежды, имеющих непосредственный контакт с кожей. Такие изделия должны обладать высокой воздухо- и паропроницаемостью и хорошей гигроскопичностью для того, чтобы не препятствовать удалению из пододежного пространства углекислого газа, пота и ряда других продуктов обмена, выделяемых кожей.
Напротив, для верхней одежды высокая воздухопроницаемость крайне нежелательна, так как приводит к резкому падению теплозащитных свойств одежды даже при небольшом ветре. Гигроскопичность верхней одежды также должна быть небольшой, чтобы одежда как можно меньше адсорбировала водяные пары из атмосферы. Т.е. для пошива верхней одежды важно выбирать ткань с более плотной структурой.
Конкретное назначение изделия - бельевое с контактом кожи человека или повседневная одежда долгой носки, или защита от неблагоприятных внешних факторов - определяет выбор материала, позволяющего изготовить одежду с необходимыми характеристиками. Но кроме назначения изделия при выборе материала для пошива важно учитывать возрастную специфику пользователя.
Так исследования по изучению влияния физико-гигиенических показателей на состояние терморегуляторной системы детей в условиях опытной носки фрагментов одежды с различными показателями воздухопроницаемости и гигроскопичности позволили сделать вывод об определяющем значении воздухопроницаемости. Также было показано отрицательное влияние на здоровье ребенка низких значений гигроскопичности (от 1% до 5%) и воздухопроницаемости (от 20 дм3/(м2с) до 40 дм3/(м2с)). При опытной носке одежды из тканей с такими характеристиками отмечались более высокие показатели кожных температур, проявлявшиеся в избыточном потоотделении, появлении сосудистых реакций [Андреев Д.А. Дис. канд. мед. наук. - М: РАМН. 2004. - 150 с. ]
Таким образом, для создания оптимальных условий комфортного пододежного микроклимата нельзя полагаться только на один из перечисленных показателей - необходимо соблюсти баланс между показателями.
Обязательные требования
Научные исследования влияния воздухопроницаемости и гигроскопичности текстильных материалов и изделий легкой промышленности для детей и взрослых легли в основу требований технических регламентов Союза «О безопасности продукции, предназначенной для детей и подростков» (ТР ТС 007/2011), «О безопасности продукции легкой промышленности» (ТР ТС 017/2011). В технических регламентах отсутствуют требования по оценке показателя паропроницаемость, способного для некоторых видов тканей быть приемлемой альтернативой гигроскопичности и воздухопроницаемости и особенно актуального в ввиду применения в изделиях новых материалов с мембранными свойствами. [Вершинина А.В., Кирсанова Е.А., Павлов М.А. Дизайн и технологии № 62 (104). – 2017. –С. 67-74] Показатель не учитывается в оценке гигиенической безопасности ввиду отсутствия общепринятой достоверной методики определения данного показателя.
Технические регламенты разработаны в целях установления обязательных для применения и исполнения требований к продукции легкой промышленности и учитывают конкретные назначения изделий, а также особенности возрастных изменений пользователя.
Так более высокие нормативные значения гигроскопичности и воздухопроницаемости установлены к изделиям 1-го слоя, которые непосредственно контактируют с кожей человека. Нормы для таких изделий значительно превосходят значения для материалов и одежды, формирующих 3-й слой.
Требования безопасности ТР ТС 007/2011 учитывают возраст пользователя, так как формирование оптимального микроклимата пододежного пространства особенно важно для маленьких детей. Поэтому более высокие требования заложены для пользователей с неустойчивой терморегуляцией организма, т.е. детей до года. Особенности терморегуляции детского организма создают возможность более легкого, чем у взрослого, нарушения теплового состояния, как в сторону перегревания, так и охлаждения, что, в свою очередь, одинаково вредно. Физиология подростка ближе к физиологии взрослого человека, чем ребенка. В связи с этим требования безопасности для одежды и текстильных материалов для подростков от 14 до 18 лет менее жесткие, чем для детей младшего возраста, и приближены к нормативам для взрослого человека.
Таким образом, гигиенические показатели текстильных материалов играют чрезвычайно важную роль в системе «одежда-человек». Баланс между основными гигиеническими характеристиками является определяющим в создании оптимального микроклимата пододежного пространства.
Ростест всегда готов оказать помощь в разъяснении обязательных требований к показателям безопасности изделий легкой промышленности, проведении испытаний в целях подтверждения соответствия требованиям технических регламентов Союза.
Фото предоставлены фотобанком «Лори»