Хмельницький національний університет

Привала Валерій Олександрович

УДК 687.03 : 687.05

розробка технології формування

пакетів матеріалів одягу з визначеними

водо- і вітрозахисними властивостями

Спеціальність 05.19.04 – технологія швейних виробів

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Хмельницький-2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Хмельницькому національному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Мичко Анатолій Андрійович, Східноукраїнський національний університет ім. Володимира Даля (м. Луганськ), професор кафедри легкої та харчової промисловості.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Березненко Сергій Миколайович, Київський національний університет технологій та дизайну, завідувач кафедри технології та конструювання швейних виробів; кандидат технічних наук, Болібрух Борис Васильович, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, начальник кафедри пожежної тактики та аварійно-рятувальних робіт.

Захист відбудеться 25 вересня 2007 р. о 10⁰⁰ на засіданні спеціалізованої вченої ради К.70.052.03 у Хмельницькому національному університеті, 29008, м. Хмельницький, вул. Інститутська, 11.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Хмельницькому національного університету за адресою: 29016, м. Хмельницький, вул. Кам’янецька, 110.

Автореферат розісланий 23 серпня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доц. Домбровська О.М.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Беручи до уваги стрімку і практично не передбачувану всесвітню зміну кліматичних умов, а також враховуючи стійку тенденцію щодо появи на світовому ринку нових текстильних матеріалів, процес створення сучасних технологій проектування одягу перебуває у постійному розвитку, і тому не втрачає своєї актуальності.

Аналіз ефективності захисту сучасного одягу різного призначення дозволив визначити, що людина найменш захищена саме від погодних умов (вітру, вологи, холоду), які є тісно взаємозв’язаними між собою. Негативна дія холоду багатократно посилюється при дії вітру. Особливо швидко переохолодження організму людини відбувається у разі знаходження вологи під одягом. Через часту зміну погодних умов (перепад температури на протязі доби) за останні роки значно зріс відсоток людей, які хворіють на простудні захворіння. При цьому наслідки хвороби часто перетворюються у хронічні, лікування яких триває роками.

Сучасні світові технології дозволяють отримувати матеріали, які завдяки своїй специфічній структурі і спеціально підібраному волокнистому складу спроможні створити одяг з необхідними водо- і вітрозахисними властивостями без значного погіршення їх гігієнічності. Проте значна вартість таких матеріалів суттєво обмежує їх використання в швейній промисловості України. Таким чином, проектування і виготовлення одягу з урахуванням реальних умов його експлуатації є актуальною задачею, вирішення якої сприятиме збереженню здоров’я людини і підвищенню продуктивності праці.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась у відповідності до загально-галузевого координаційного плану № 25 “Теоретичні та практичні основи створення виробів для дітей, народного господарства на основі сировинних відходів легкої та хімічної промисловості та сумішей полімерів”, а також в рамках науково-дослідної держбюджетної теми № 2Б-99 “Технологія синтезу плівкових полімерних оболонок у електромагнітному полі” за номером державної реєстрації № 0199U003041, яка відповідала перспективному плану науково-дослідної роботи Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький) на 1999–2001 роки.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка технології формування пакетів матеріалів одягу з визначеними водо- і вітрозахисними властивостями на його певних ділянках.

Відповідно до визначеної мети в роботі поставлені наступні взаємопов’язані завдання:

• розробити теоретично-методичні положення формування пакетів матеріалів з заданими водо- і вітрозахисними властивостями;

• розробити технологію отримання пористого шару для водо- і вітрозахисних пакетів матеріалів;

• розробити методики дослідження водо- і вітрозахисних властивостей пакетів матеріалів;

• встановити залежності між проникністю пакетів матеріалів і пористістю захисного шару пакетів;

• розробити і дослідити пакети матеріалів з водо- і вітрозахисними властивостями;

• розробити рекомендації щодо використання локальних водо- і вітрозахисних прокладок в одязі різного призначення і визначені зони їх розташування.

Вирішення поставлених задач здійснювалось з використанням методів математичної статистики і планування експериментів та з використанням ПЕОМ.

Об’єкт дослідження – процес формування пакетів матеріалів одягу з визначеними водо- і вітрозахисними властивостями.

Предмет дослідження – технологія формування пакетів матеріалів одягу з визначеними водо- і вітрозахисними властивостями.

Методи дослідження. В дисертаційній роботі використані основні принципи системного підходу проектування захисних пакетів одягу. Для оцінки фізико-механічних властивостей матеріалів застосовані стандартні методи дослідження. Технологія отримання пористого шару з полімерних матеріалів розроблена за безпосередньою участю автора. Оцінку повітропроникності пакетів виконано за допомогою приладу ВПТМ-2М. Водотривкість пакетів визначалась методом кошеля на установці ПВ-2. Капілярні властивості матеріалів досліджені за методикою, розробленою автором. Обробку результатів експериментів здійснено з застосуванням методів математичної статистики та регресійного аналізу і використанням ПЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

• розроблено технологію формування пакетів матеріалів з визначеними водо- і вітрозахисними властивостями, на основі надання полімерній плівці у полі надвисокої частоти заданої пористості і використання її, як захисного шару на певних ділянках одягу;

• розроблено математичну модель процесу повітропроникності пористого шару з полімерної плівки; в результаті виведено формулу, яка дозволяє розрахунковим способом визначати коефіцієнт повітропроникності пористої плівки з врахуванням діаметра і величини пор на одиницю площі її поверхні;

• встановлено, що процес капілярного підняття рідини волокнистими матеріалами проходить три стадії: швидкого капілярного підняття рідини, поступового уповільнення інтенсивності процесу підняття і рівноважного стану з наступним припиненням підняття рідини;

• теоретично обґрунтовано можливість отримання пористого шару шляхом нагрівання полімерної плівки у НВЧ-полі до термотекучого стану і наступного її вакуумування на певних ділянках;

• вперше отримані експериментальні залежності та емпіричні рівняння водо- і вітрозахисних характеристик пакетів матеріалів від параметрів пористості захисного шару і інших складових пакетів.

Практичне значення результатів полягає в тому, що:

• розроблений новий спосіб і установка для надання плівковим матеріалам заданої пористості; новизна способу підтверджена деклараційним патентом України на винахід за № 48446А від 15.08.2002 р.;

• запропонований новий спосіб і установка для отримання пористих полімерних плівок, який дозволяє отримувати в електромагнітному полі струму надвисокої частоти (2450 МГц) плівкові матеріали з необхідними захисними властивостями і повітропроникністю. Новизна способу підтверджена деклараційним патентом України на винахід за № 48446А від 15.08.2002 р.;

• розроблено методику і прилад визначення капілярності волокнистих матеріалів, які ґрунтуються на використанні здатності інфрачервоного випромінення змінювати свої оптичні властивості при проходженні через сухі або зволожені текстильні матеріали, новизна яких підтверджено деклараційними патентами України на винахід за № 59809А від 10.09.2003 р. та № 67011А від 15.06.2004 р.;

• розроблені рекомендації щодо зон розташування локальних водо- і вітрозахисних прокладок в різних видах одягу;

• розроблені технологічні параметри з’єднання шарів запропонованих пакетів матеріалів.

Промислову апробацію результатів дисертаційних досліджень, а саме способу виготовлення пористих плівкових матеріалів, приладу для визначення капілярності волокнистих матеріалів і водо- та вітрозахисні пакети матеріалів для одягу різного призначення здійснено на ЗАТ “Хмельницьклегпром” (м. Хмельницький); Державному науково-дослідному інституті техніки безпеки хімічних виробництв України (м. Сєвєродонецьк); ПП “Екстремал” (м. Хмельницький).

Теоретичні і практичні результати досліджень впроваджено в навчальний процес кафедри технології та конструювання швейних виробів Хмельницького національного університету у таких дисциплінах, як “Матеріалознавство швейних виробів”, “Основи технології виробів”, “Основи технічної творчості і патентознавства”, науково-дослідній роботі студентів, курсовому і дипломному проектуванні, при виконанні магістерських робіт.

Особистий внесок здобувача полягає в постановці та вирішенні основних теоретичних та експериментальних задач. Безпосередньо автору належать: у публікаціях 8, 10, 11 – основні положення, розробка принципових схем та узагальнення; 3, 4, 9, 12, 13 – постановка задач та обробка результатів дослідження; 5 – розробка методик проведення досліджень, обробка результатів і узагальнення; 1, 6, 7, 14, 15 – обробка результатів досліджень і узагальнення; 2 – основні положення публікації і узагальнення.

Апробація роботи. Основні теоретичні положення та результати дисертаційної роботи доповідалися та здобули позитивну оцінку на: Всеукраїнській науковій конференції молодих вчених і студентів (м. Київ, КНУТД, 1999–2007 рр.); щорічних науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу Хмельницького національного університету за підсумками науково-дослідної роботи на кафедрі технології та конструювання швейних виробів (2000–2007 рр.); науково-практичній конференції студентів, аспірантів і молодих вчених “Технологія-2003” в Сєвєродонецькому технологічному інституті (2003 рік).

Робота доповідалась повністю та отримала позитивну оцінку на засіданні наукового міжкафедрального семінару факультету технологій і дизайну Хмельницького національного університету (2007 рік).

Публікації. За основними положеннями дисертації опубліковано 14 друкованих робіт, у тому числі 7 статей у фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України; 3 тези доповідей на науково-практичних конференціях; 3 деклараційні патенти України на винахід; 1 звіт з науково-дослідної роботи за номером державної реєстрації № 0199U003041.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’ятьох розділів з висновками, загальних висновків, списку використаних літературних джерел та додатків. Робота виконана на 133 сторінках машинописного тексту, містить 28 рисунків, 15 таблиць. Список використаних джерел містить 121 найменування. Додаток вміщує 76 сторінок.