Дослідження зносостійкості бавовняних тканин лікувально - бандажних виробів Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2016, № 1 37 Нахайчук О.В., * Захарова Е.А., * Мица В.В., ** Музичук В.І. ***  Вінницький інститут конструювання одягу і підприємництва,  Хмельницький національний університет  Вінницький національний аграрний університет, м. Вінниця, Україна E-mail: olegnahau@mail.ru ДОСЛІДЖЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ БАВОВНЯНИХ ТКАНИН ЛІКУВАЛЬНО - БАНДАЖНИХ ВИРОБІВ УДК 687.25:615.477.4 Дана робота присвячена розробці наукових основ комплексного підходу до дослідження зносостійкості ба- вовняних тканин лікувально - бандажних виробів. Наведена методика визначення основних показників, які вплива- ють на довговічність матеріалів. Встановлені закономірності зміни величини розривного навантаження та видовжен- ня від кількості праннів. Використовуючи результати експериментальних та теоретичних досліджень, визначені ос- новні вимоги до тканин для виготовлення лікувально-бандажних виробів, розроблена методика їх вибору для уроло- гічних хворих. Ключові слова: зносостійкість, матеріали медичного призначення, лікувально-бандажні вироби, механічні характеристики, експлуатаційні властивості, прання. Вступ Тканини, з яких виготовляють лікувально-бандажні вироби, повинні бути зносостійкими, довго- вічними та надійними, а також мати гарантований початковий рівень показників фізико-механічних вла- стивостей. Зносостійкість текстильних матеріалів визначається їх здатністю тривалий період протистоя- ти дії руйнуючих чинників, яким вони піддаються під час експлуатації, до яких можна віднести фізичні, механічні, біологічні та хімічні (дія води, погоди, прання, тертя, мікроорганізмів, тощо). Вказані чинники можуть впливати на тканини як окремо, так і одночасно у різних комбінаціях в залежності від умов екс- плуатації виробів [1, 2]. Зносостійкість текстильних матеріалів залежить від їх молекулярної і надмоле- кулярної будови, структури волокон і елементарних ниток, хімічного складу волокон, а також від ліній- ної густини ниток, переплетення, виду обробки матеріалу. Особливого підходу потребує розробка одягу для урологічних хворих. Матеріали для лікуваль- но-бандажних виробів повинні бути м’якими, легкими, приємними на дотик, мати невелику жорсткість, не спричиняти подразнюючої дії на шкіру. Зручність та комфорт одягу для урологічних хворих визнача- ється його ергономічними властивостями та досягаються за рахунок використання відповідних матеріа- лів, конструкції, методів технологічної обробки. Мета і постановка задачі Метою роботи є розробка наукових основ комплексного підходу до дослідження зносостійкості матеріалів медичного призначення. Для досягнення мети були сформульовані задачі: - визначити основні вимоги до тканин для виготовлення лікувально-бандажних виробів; - дослідити пакети матеріалів, що використовуються для даного типу виробів; - розробити методику дослідження змін експлуатаційних властивостей тканин від інтенсивності їх зношення; - надати рекомендації щодо вибору тканин для урологічних хворих. Виклад матеріалів досліджень Оцінка поведінки тканин та виробів з них в умовах експлуатації є досить складною. Вирішити поставлене завдання можливо тільки шляхом застосування розрахунково-експериментальних методів до- сліджень із застосуванням комп’ютерного моделювання та виконання експериментів в лабораторних умовах. При цьому зі складного комплексу факторів, які мають місце в умовах експлуатації тканин, не- обхідно враховувати найбільш вагомі. До матеріалів лікувально-бандажних виробів висувають вимоги високої міцності з метою запобі- гання передчасному руйнуванню виробів та забезпечення захисту від проникнення хвороботворної мік- рофлори в підодяговий простір, при цьому має бути достатня стійкість при стиранні і пранні. Поряд з ви- Дослідження зносостійкості бавовняних тканин лікувально - бандажних виробів Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2016, № 1 38 сокою міцністю, такі матеріали повинні бути легкими і комфортними, не повинні ''порошити'', щоб запо- бігти небажаному потраплянню частинок матеріалу (пилу) на ранові ділянки шкіри хворого, бути неве- ликих розмірів, комфортними та зручними при експлуатації, стійкими до агресивних середовищ, володі- ти високими гігієнічними властивостями. Для матеріалів медичного призначення сировинний склад текстильних носіїв дуже важливий. Згідно нормативно - технічної документації, медичний одяг виготовляють з натуральних тканин. Такі матеріали повинні забезпечувати медичним виробам не тільки високі захисні властивості, а й володіти хорошими вологосорбціонними характеристиками для того, щоб поглинати і утримувати не тільки виді- лення людини, а й сам антимікробний препарат. Тому для антимікробних текстильних носіїв потрібно підбирати оптимальний волокнистий склад. Для виготовлення лікувально-бандажних виробів необхідно підібрати матеріали з достатніми за- хисними та гігієнічними властивостями (табл. 1), які мають однаково важливе значення під час експлуа- тації, та складаються з комплексу характерних показників. Захисні властивості протидіють розривному та роздираючому навантаженням, дії тертя, тощо (табл. 2). Гігієнічні властивості визначають здатність одягу створювати та підтримувати в підодяговому шарі комфортні умови. В процесі експлуатації лікува- льно-бандажні вироби періодично підлягають пранню, при якому відбувається зміна фізико-хімічних ха- ракетристик виробу при дії на нього миючих засобів, тертя, кручення, високих температур поверхні пра- сування. В результаті відбувається зношення одягу, що перш за все позначається на зміні гігієнічних та захисних властивостей лікувально - бандажних виробів. Таблиця 1 Геометричні характеристики тканин для лікувально-бандажних виробів Лінійна густина ниток, текс Кількість ниток на 10 см № зразка тканини Волокнистий склад Товщина тканини, мм Поверхнева щільність МL, г/м по основі по утоку по основі по утоку 1 65 % бавовна 35 % лавсан 0,30 181 21,0 21.0 529 288 2 75 % бавовна 25 % лавсан 0,41 201 40,0 60,8 228 179 3 100 % бавовна 0,32 169 18,28 41,0 410 209 4 50 % бавовна 50 % лавсан 0,31 175 18,0 20,0 480 260 5 85 % бавовна 15 % лавсан 0,40 210 38,0 49,5 360 180 Таблиця 2 Механічні характеристики тканин для лікувально-бандажних виробів Драпіруємість D, % Жорсткість Ву, Нсм2 Повітропроникність, В (дм3/м2 с) при вологості W Розривне навантаження pF , даН Розривне видовження pl , мм № зразка тканини по основі по утоку по основі по утоку 65 % (нормальні умови) 100 % по основі по утоку по основі по утоку 1 38,4 38,9 310,2 280,5 50 22 180 84 21,1 44,4 2 33,8 34,2 246,4 210,8 107 38 245 120 71,2 70 3 32,6 33,4 394,7 310,4 47 23 280 186 90 68,5 4 34,8 34,7 308 302 98 43 190 110 27 33 5 35,9 36,1 304 297 64 36 240 220 36 48 В теперішній час проводиться багато досліджень по вивченню та аналізу певних властивостей матеріалів для виготовлення виробів медичного призначення. Вибір властивостей зумовлений тим, що вони є найвагомішими [3] у характеристиці процесу та кінетиці зношування одягу, що виготовлений з цих тканин. Відомо [4], що величини розривного навантаження та видовження змінюються з часом в за- лежності від кількості обробок (забруднення з послідуючим пранням). Тому доцільним буде розглядати зміну гігієнічних властивостей матеріалів в залежності від кількості обробок. Дослідження зносостійкості бавовняних тканин лікувально - бандажних виробів Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2016, № 1 39 З метою дослідження зміни механічних характеристик і зносостійкості тканин медичного приз- начення для виготовлення лікувально-бандажних виробів було підібрано п’ять зразків матеріалів. Зна- чення вихідних лінійних розмірів і механічних властивостей матеріалів наведені в таблицях 1 та 2. В процесі експлуатації лікувально - бандажні вироби неодноразово піддаються дії прання. В ре- зультаті виникає зміна мікроструктури матеріалів. При пранні поступове зношування матеріалів виникає в результаті дії як фізико-хімічних, так і механічних факторів. До фізико - хімічних факторів відносять дію миючого засобу і температури, нагрівання при сушінні і прасуванні, до механічних – мокре тертя тканини по тканині і деталях пральної машини, багаторазові складні взаємозв’язані деформації кручення розтягу, стиску, згину. Так як прання виконується після 24 годин носіння лікувально - бандажних виро- бів, їх зношування відбувається від взаємних дій експлуатації та прання. Експериментальні дослідження включали вивчення впливу кількості праннів  n на розривне навантаження pF та на видовження pl згідно ГОСТ 17922-72 «Ткани штучные и изделия текстильные. Метод определения раздирающей нагрузки» на розривній машині РТ – 250М. Для дослідних робіт був використаний метод малих смужок, призначений для випробування на розрив зразків пробних смужок шириною 50 мм при затискній довжині 200 мм (ГОСТ 3812-72). Цей метод застосовують при випробу- ванні тканини і трикотажних полотен [5]. Прання виконувалось в лабораторних умовах за допомогою пральної машини, в яку заливали воду температурою 80 °С і добавляли синтетичний миючий засіб. По- тім поміщували пробні зразки (проби) і прали 30 хв. Після цього проби полоскали 10 хв, віджимали і ви- сушували при атмосферних умовах. На наступному етапі проби прасували протягом 2 хв праскою. Про- прасовані проби розрізали на елементарні зразки 50 × 200 мм три по основі і три по утоку. Під час експе- риментальних досліджень прання виконувалось 10 разів для кожного артикулу, причому механічні хара- ктеристики вимірювалися після першого, п’ятого та десятого прання. Результати експериментальних до- сліджень представлені в табл. 3. Таблиця 3 Результати експериментальних досліджень 1 2 3 4 5 № зразка Кількість праннів n pl , мм pF , даН pl , мм pF , даН pl , мм pF , даН pl , мм pF , даН pl , мм pF , даН 0 21,1 180 71,2 245 90 280 27 190 36 240 1 18,9 162 64 223 81 257,6 24,3 171 32,4 216 5 17,3 144 57 196 76,5 246,4 21,6 152 30 200 10 15,8 135 53,4 183 72 224 20 142 27 180 При обробці результатів досліджень була використана розрахункова система MathCAD, розроб- лені прикладні програми розрахунку залежності зміни розривного навантаження pF від кількості пран- нів та видовження. Загальна формула має вигляд: p z p l n AFF  0 , (1) де 0F – значення розривного навантаження (даН) до прання (при n = 0, pF = 0F ); n – кількість праннів; pl – розривне видовження (мм); A , n – коефіцієнти, які залежать від індивідуальних властивостей тканини та розраховувались для кожного зразка (табл. 4). Розбіжності між експериментальними даними та розрахованими за формулою (1) не перевищу- вали 5 %. Таблиця 4 Розрахункові значення коефіцієнтів № зразка 1 2 3 4 5 z 0,32 0,37 0,347 0,318 0,32 Коефіцієнти A 372 1,54 × 103 1,47 × 103 492 718,4 Дослідження зносостійкості бавовняних тканин лікувально - бандажних виробів Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2016, № 1 40 Графіки залежності (у двох видах) значень розривного навантаження pF (даН) від кількості праннів n та розривного видовження pl (мм) представлені на рис. 1. Рис. 1 – Графіки залежності зміни розривного навантаження Fp (даН) зразків тканин від кількості праннів n та розривного видовження lp (мм) Аналізуючи графічні данні, можна зробити висновок, що значення розривного навантаження зразків суттєво залежить від властивостей матеріалів та кількості праннів. Можна також відмітити, що інтенсивність зменшення міцності у тканин різна, і очевидно, залежить від фізико-хімічних властивостей матеріалів. Наприклад, графіки зміни розривного навантаження у зразків 3 та 5 відносно інших мають випуклий характер, що свідчить про те, що дані тканини більш стійкі до зношування і можуть бути ре- комендованими до застосування в порівнянні з іншими. Висновки 1. Розроблені наукові основи комплексного підходу до дослідження матеріалів медичного приз- начення, застосовані розрахунково-експериментальні методи з використанням комп’ютерного моделю- вання. Встановлено, що на характеристики дослідних тканин значний вплив чинять як структура та фі- зико-хімічні властивості, так і умови експлуатації, зокрема, кількість праннів. 2. Визначені основні вимоги до тканин для виготовлення лікувально-бандажних виробів, враху- вання яких дає можливість в найкращому варіанті підібрати їх для кожного конкретного випадку. 3. Представлена методика дослідження змін експлуатаційних властивостей тканин від інтенсив- ності їх зношення. Отримані аналітичні залежності дозволяють в широких межах проводити дослідження впливу на розривне навантаження змін геометричних розмірів та кількості праннів. 4. Результати досліджень можуть бути застосовані для оптимального вибору матеріалів лікува- льно-бандажних виробів та визначення оптимальних умов їх експлуатації. Література 1. Нахайчук О.В., Захарова Е.А., Якубович В.П. Розробка комплекту спецодягу від промислового забруднення АЗС // Вісник Хмельницького національного університету. – 2015. – № 1. – Т. 1. – С. 221-224. 2. Захарова Е.А., Іллінська Д.М., Рой Є.В. Проектні розробки одягу для урологічних хворих // Ві- сник Хмельницького національного університету. – 2014. – № 2. – Т. 1. – С. 124-128. 3. Материаловедения швейного производства / Бузов Б.А. и др. – М.: Легпромбытиздат, 1986. – 424 с. 4. Влияние стирки на тепловые свойства пакетов теплозащитной одежды / Бахшиева Л.Т., Заха- рова Е.А., Александров В.И., Салтыкова В.С. // Швейная промышленность. – 2004. – № 1. – С. 45-46. 5. Бузов Б.А. и др. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства. – М.: Легпромбытиздат, 1991. – 346 с. Поступила в редакцію 20.01.2016 Дослідження зносостійкості бавовняних тканин лікувально - бандажних виробів Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2016, № 1 41 Nakhaychuk O.V., Zakharova E.A., Mytsa V.V., Muzychuk V.I. Research cotton’s wear-resistance of treatment - bandage products. At the present time are relevant production and improvement of treatment-bandage products that used after opera- tions. Fabrics of construction for health-bandage products should bewearing capacity, durable and reliable, and also have guaranteed entry-level indicators of physical and mechanical properties. Wear-resistance of textile materials defined by their ability to withstand for a long period of action of destructive factors that may affect the fabric both separately and simultaneously in different combinations, depending on conditions of using. In this regard, this issue is devoted to the development of scientific bases of an integrated approach to the study of the durability of cotton fabrics of treatment-bandage products, which includes the use of settlement-experimental research methods using computer modeling. It was found that on the characteristics of research fabrics exert significant influence as the structure and physic- chemical properties and operating conditions, including the amount of washing. Considering the basic requirements for the production of fabrics for treatment-bandage products, developed the recommendations for their choice. It is presented the method to study the changes of fabric’s operating properties from the intensity of their wearing. Received analytical dependence allow in a wide range to conduct research of impact on the breaking load changes of geomet- ric dimensions and the number of washing. The research results can be applied for the optimal choice of materials for the manufacture of treatment-bandage products and determine the optimal conditions of their use. Keywords: wear - resistance, medical supplies, medical bandage products, mechanical characteristics, operating properties, wash. References 1. О.V. Nakhaichuk, E.A. Zakharova, V.P. Yakubovich. Development of kit overall from industry pollution CSS. Visnyk of Khmelnytskyi National University. 2015. №1. V.1. p. 221-224. 2. E.A. Zakharova, D.M. Ellinska, Ye.V. Roi. Designing clothes for urological patients. Visnyk of Khmelnytskyi National University. 2014. №2. V.1. p. 124-128. 3. Material garment production. B.A. Buzov and others. M .: Legprombytizdat, 1986. 424 p. 4. Effect of the washing on the thermal properties of the package heat-shielding clothes. L.T. Bakhshi- yeva, A.A. Zakharova, V.I. Aleksandrov, V.S. Saltykova. Garment industry. 2004. №1. S. 45-46. 5. B.A. Buzov and others. Laboratory workshop on materials of sewing production. M . Legprombytiz- dat, 1991. 346 p. _GoBack