1. Основные физико-химические свойства материалов
Степень пригодности материалов для той или иной одежды определяется в основном их физико-механическими свойствами. Наибольшее гигиеническое значение имеют следующие: вес, толщина, воздухопроницаемость, паропроницаемость, гигроскопичность, гидрофильность, водоемкость и тепловое сопротивление.
Немалое значение имеет ряд других свойств, дополнительно характеризующих материалы одежды: пористость, упругость, гибкость, сминаемость, усадка, капиллярность, водопроницаемость, скорость высыхания, пылеемкость, коэффициент отражения. Некоторые свойства, как, например, упругость, гигроскопичность и некоторые другие, зависят, в известной мере, от основного вещества. Значительно в большей степени качество материалов одежды определяется структурой ткани.
Ткань не является монолитным образованием. Она представляет собой сложную структуру, состоящую из волокон основного вещества и воздуха, количество которого весьма велико и колеблется в зависимости от структуры ткани в широких пределах (от 50% в гладких и плотных тканях - до 99% в вате и ватине).
В связи с колебаниями содержания воздуха подвергаются существенному изменению важнейшие свойства материалов, и прежде всего их теплозащитная способность. Последняя тем выше, чем больше воздуха содержится в материале, так как воздух обладает теплопроводностью во много раз меньшей, чем основное вещество. Этим обусловлен тот факт, что чем больше толщина ткани, тем при прочих равных условиях выше ее теплозащитные свойства. Точно так же, чем меньше объемный вес материалов (соотношение плотных веществ и воздуха в 1 куб. см материала), тем выше их теплозащитные свойства. Поэтому, определив названные два свойства у какого-либо нового материала и сравнив их с таковыми у материалов, тепловые свойства которых известны на основании большого опыта их использования (например, мех), можно составить впечатление о теплозащитных свойствах данного материала.
Непосредственно с объемным весом связано другое важное свойство тканей - их пористость. Пористость материала определяется отношением объема пор к объему данного материала, выраженным в процентах.
При одном и том же количестве воздуха в тканях он может по-разному в них размещаться (в больших порах или малых, замкнутых или сообщающихся между собой и окружающей атмосферой), от чего зависят воздухопроницаемость, паропроницаемость и другие свойства тканей.
Воздухопроницаемость тканей, т.е. степень проходимости ее для воздуха, в значительной мере определяет ее пригодность для того или иного вида одежды. Выражается она количеством воздуха (в куб. дм), проходящего в единицу времени (сек.) через единицу поверхности ткани (1 кв. м) при определенном давлении (h = 5 мм рт. ст.). При прочих равных условиях воздухопроницаемость ткани уменьшается с увеличением ее толщины.
Основным свойством, характеризующим теплозащитный эффект материала (или одежды), является его тепловое сопротивление, которое оценивается временем (в часах), в течение которого пройдет 1 ккал тепла через кв. м ткани при перепаде температур в 1 град. C. (Иногда определяется единица, обратная тепловому сопротивлению, - коэффициент теплопередачи.)
Не меньшее значение, чем теплозащитные свойства материалов, имеют свойства, определяющие их отношение к влаге: с одной стороны - защита от дождя, тумана, мокрого снега, повышенной сырости, с другой - удаление пота с поверхности кожи.
Влага через одежду проходит тремя путями: простой диффузией водяных паров; смачиванием одежды потом и последующим испарением его с поверхности одежды; а также испарением пота с поверхности кожи, конденсацией его в слоях одежды и дальнейшего испарения конденсата.
С гигиенической точки зрения оптимальным является первый путь, так как увлажнение одежды сопровождается резким изменением свойств тканей одежды (повышение теплопроводности, снижение воздухопроницаемости), уменьшением воздушных прослоек в одежде, прилипанием тканей друг к другу, следствием чего является снижение теплозащитного эффекта одежды. В условиях охлаждения последнее нежелательно. В условиях нагревания наиболее благоприятным является прямое испарение, так как при этом быстро происходит отдача излишнего тепла от организма в окружающую среду. Способность тканей одежды пропускать водяные пары, непрерывно образующиеся в пододежном пространстве, определяет их паропроницаемость, выражаемую количеством водяных паров (мг), прошедших через единицу поверхности ткани (1 кв. см) за единицу времени (1 час).
Это свойство в значительной мере зависит, с одной стороны, от величины сквозных пор, с другой - от гигроскопичности основного вещества. Гигроскопичность ткани характеризует ее способность поглощать водяные пары из окружающего воздуха и удерживать их при определенных условиях.
Хорошая гигроскопичность является положительным свойством материалов, используемых для внутренних слоев одежды.
Для бельевых материалов большое значение имеет также способность быстро и полно впитывать влагу с поверхности кожи. Данное свойство определяется гидрофильностью материала, а также его капиллярностью.
Способность ткани впитывать воду при погружении в нее определяет максимальную водоемкость, которая измеряется количеством воды, содержащейся в ткани после ее намокания в течение 24 часов. Вес ткани после отжатия ее руками и просушивания между листами фильтровальной бумаги дает минимальную водоемкость, которая выражается в процентах по отношению к весу образца в сухом состоянии. Минимальная водоемкость различных материалов колеблется от 50 до 100%.
Свойство материалов сохранять значительную часть пор свободными и после увлажнения имеет большое значение для их воздухопроницаемости, а также теплозащитных свойств.
Существенную роль в оценке материалов играет скорость высыхания после намокания. Она зависит от свойств волокон, из которых состоит ткань, и от структуры самой ткани, в частности характера поверхности.
Широкое использование синтетических волокон при изготовлении тканей и различных материалов одежды требует определения их химической стойкости, токсического воздействия, электростатических свойств, воспламеняемости и т.п.
Значительная часть тканей подвергается в процессе эксплуатации многократной стирке. Эта обработка существенно влияет на многие свойства тканей (воздухопроницаемость, гигроскопичность, теплопроводность и др.). Поэтому при изучении свойств материалов одежды они должны подвергаться испытанию в двух состояниях - до стирки и после нее.