Исследование зависимости показателей безопасностиогнезащитных тканей от волокнистого состава

УДК 677.04 DOI: 10.12737/2547

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ТКАНЕЙ ОТ ВОЛОКНИСТОГО СОСТАВА

Тюменев Юрий Якубович, кандидат технических наук, профессор кафедры сервиса,

mite1339@rambler.ru,

Савинова Анна Александровна, аспирант кафедры сервиса, mite1339@mail.ru,

Чернышова Татьяна Ринатовна, аспирант кафедры сервиса, mite1339@mail.ru

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»,

Москва, Российская Федерация

Работники нефтяной и газовой промышленности ввиду своей деятельности работают там, где велика вероятность возникновения взрывов и пожаров. Один из способов защитить их - использовать специальную огнезащитную одежду нового поколения.

В статье представлены результаты исследования зависимости показателей безопасности огнезащитных тканей от волокнистого состава. Целью исследования является изучение влияния волокнистого состава огнезащитных тканей с нефтемасловодоотталкивающей пропиткой на специальные свойства.

Задачи исследования - проведение сравнительного анализа объектов исследований по различным показателям и на основании их сравнения - выбор потребителем предпочтительного артикула для изготовления специальной одежды, защищающей от высоких температур, огня и продуктов нефтепереработки.

Ключевые слова: спецодежда, средства индивидуальной защиты, защитные свойства, надёжность спецодежды, огнезащитные ткани.

Характеристика объектов исследования

В работе исследовали влияние волокнистого состава на некоторые специальные свойства тканей. Одними из наиболее важных показателей безопасности спецодежды, используемой в нефтяной и газовой промышленности, являются электризуемость, огнезащищённость и наличие свободного формальдегида в допустимых количествах. В качестве объектов исследования были выбраны образцы огнезащитной антистатической ткани с нефтемасловодооттакивающей отделкой. Все образцы изготовлены на отечественных предприятиях.

Данные ткани рекомендуется использовать для изготовления специальной одежды, предназначенной для эксплуатации в экстремальных условиях:

- пожаровзрывоопасные условия нефтяной, газовой промышленности при работе в летний и зимний период;

- для защиты от нефти, нефтепродуктов, масел, жиров, воды, механических воздействий в условиях различного микроклимата на рабочем месте;

- для защиты от повышенных температур (для изготовления костюмов типа А -тепловое излучение до 1000 Вт/м2 и типа Б - тепловое излучение до 2000 Вт/м2);

- для работников гражданской авиации.

Характеристика объектов исследований представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика объектов исследований

№ Наименование показателей Значения

Номер образца

1 2 3 4 5

1. Волокнистый состав, % хлопок - 50, вискозное волокно - 50 хлопок - 80 полиэфир - 20 токопроводя-щая нить хлопок - 100, токопроводящ ая нить хлопок - 100, токопроводящ ая нить хлопок - 67, полиэфир - 33, хлопок - 100, токопроводя-щая нить

2. Переплетение Саржа 3/1 Саржа 3/1 Саржа 2/1 Саржа 2/1 Саржа 2/1

3. Дизайн Гладкокрашеная

4. Ширина, см 150+\-2

5. Вид отделки ТоНМВО

Определение удельного поверхностного электрического сопротивления

Электризуемость материалов тесно связана с рассеиванием зарядов статического электричества, поэтому одной из главных характеристик электризуемости является удельное сопротивление, Ом. Определение удельного поверхностного электрического сопротивления проводили в соответствии с ГОСТ 19616-74 [1]. Для проведения испытания применяли прибор системы ВНИИПХВ марки ИЭСТП - 1 для определения поверхностного электрического сопротивления ткани, включающий два самостоятельных блока: датчик и измеритель электрического сопротивления - тераомметр.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление (рБ), Ом определяли по формуле

ps = к  Яб ,

где к - постоянная величина, определяемая геометрией электродов прибора ИЭСТП - 1;

Яб - среднее арифметическое результатов показаний поверхностного сопротивления полос, Ом.

Результаты определения удельного поверхностного электрического сопротивления приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Удельное поверхностное электрическое сопротивление образцов

№ образца Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом Нормативные значения, Ом, не более

1. 105 10 7

2. 10 6 10 7

3. 105 10 7

4. 105 10 7

5. 10 6 10 7

Все образцы соответствуют нормативным требованиям технических условий.

Как видно из таблицы, образцы № 1,3,4 обладают меньшими результатами, чем образцы № 2 и 5. Это объясняется тем, что электризуемость хлопковых и вискозных волокон, обладающих высокими гидрофильными свойствами, значительно меньше, чем гидрофобных волокон полиэфира.

Определение огнеупорных свойств образцов

Огнеупорные свойства образцов определены в соответствии с ГОСТ 15898-70 [2]. Огнестойкость тканей определяли на приборе ОТ-68. Для измерения времени остаточного тления и горения пользовались секундомером, а для измерения высоты разрушенного участка - линейкой с миллиметровыми делениями, имеющей клеймение. Для спиртовой горелки использовали этиловый спирт по ГОСТ 52574-2006 [3]. Все испытания проводили при температуре в камере прибора не выше 60°С. Определяли время остаточного горения (ВОГ), сек, время остаточного тления (ВОТ), сек, и максимальную высоту разрушенного участка (ВРУ) по основе и по утку в миллиметрах после 30-секундного контактирования образца с пламенем и окончания остаточного горения и тления. Данные показатели определяли также для образцов после 5 и 10 стирок. Результаты испытаний приведены в таблице 3.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к спецодежде, предназначенной для работы в пожаровзрывоопасных условиях, огнезащитные свойства являются наиболее важными.

В соответствии с требованиями ГОСТ 15898-70 [2] время остаточного горения и время остаточного тления не должны превышать 2 с. Из этого следует, что все образцы отвечают требованиям ГОСТ, в том числе эти свойства сохраняются после многократных стирок.

Таблица 3 - Огнезащитные свойства образцов

Огнезащитные свойства

Л я первоначальные после 5 стирок после 10 стирок

со Л ВОГ, ВОТ, ВРУ, ВОГ, ВОТ, ВРУ, ВОГ, ВОТ, ВРУ,

Ю

£ К с с мм

1. 0 0 58/114 0 0 92/117 0 0 97/117

2. 0 0 104/126 0 0 127/135 0 0 150/150

3. 0 1 87/82 0 1 96/94 0 1 102/97

4. 0 0,5 77/82 0 0,5 82/93 0 1 87/105

5. 0 0 147/200 0 0 150/200 1 0 200/200

Результаты испытаний по определению высоты разрушенного участка представлены на рисунках 1 и 2, в виде графиков зависимости ВРУ от количества стирок.

Как видно из графиков, наименьшими показателями ВРУ обладают образцы № 1, 3 и 4, что говорит о высоких огнезащитных свойствах этих материалов. Низкие показатели ВРУ объясняются характером волокнистого состава данных образцов. Образец № 1 содержит в своём составе хлопок и вискозные волокна, а образцы № 3 и №4 состоят на 100% из хлопка. Эти волокна хорошо взаимодействуют с составом для придания огнестойких свойств «Ругоуа1ех». Наихудший результат по данному показателю у образца № 5, т.к. в его состав входит 33% полиэфирного волокна, которое не взаимодействует с «Ругоуа1ех», следовательно, ткань пропитывается составом только на 67%. Образец № 2 также содержит в своём составе полиэфирные волокна, но 20%, и, кроме того, этот образец обладает более плотной структурой, объёмное заполнение его почти в два раза больше, чем у образца № 5.

Анализ испытаний показал, что после многократных стирок огнезащитные свойства несколько снижаются. Наиболее равномерными результатами по изменению ВРУ от количества стирок обладают образцы № 3 и № 4.

250 п 200 -

>

ш 100 -

50 0

первонач. после 5 стирок после 10 стирок

обр.1 обр.2 обр.3 обр.4 обр.5

Рисунок 1 - Огнеупорные свойства (ВРУ) образцов, по основе

250 200 э 150

>

ш 100

50 0

\ N /

Л \ \ Л

-?- —

> ---- --Я ч

обр.1 обр.2 обр.3 обр.4 обр.5

первонач.

после 5 стирок

после 10 стирок

Рисунок 2 - Огнеупорные свойства (ВРУ) образцов, по утку

Определение содержания свободного формальдегида в тканях

Количество свободного формальдегида, содержащегося в тканях, определяли по ГОСТ 25617-83[4].

Данный показатель является очень важным при оценке качества материалов для специальных огнезащитных костюмов, т.к. он должен отвечать требованиям безопасности и экологичности. По требованиям технических условий, разработанных для данных тканей, количество свободного формальдегида не должно превышать 300 г/дм3. Результаты исследований приведены в таблице 3 и представлены в виде гистограммы на рисунке 3.

Таблица 3 - Количество свободного формальдегида

Номер образца Количество формальдегида в растворе 1, С1, г/дм3 Количество свободного формальдегида в ткани, С2, г/дм3

1. 1,17 93

2. 1,17 174

3. 1,17 233

4. 1,17 282

5. 1,17 146

Анализ результатов исследований показал, что все образцы отвечают требованиям технических условий. Наименьший результат содержания формальдегида в ткани показал образец № 1, что говорит о его наибольшей безопасности для здоровья человека.

300 250 200 150 100 50 0

Рисунок 3 - Содержание свободного формальдегида в тканях

Выводы

Анализ результатов проведённых исследований выявил, что показатели безопасности огнезащитных тканей в значительной степени зависят от волокнистого состава изученных образцов, и это следует обязательно учитывать при проектировании специальной одежды.

Литература

1. ГОСТ 19616-74. Ткани и трикотажные изделия. Метод определения удельного поверхностного электрического сопротивления. - М.: Изд-во стандартов, 1974. - 10 с.

174 146

93 —

1 2 3 4 5

номер образца

2. ГОСТ 15898-70 Ткани льняные и полульняные. Метод определения огнестойкости. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 4 с.

3. ГОСТ 52574-2006 Спирт этиловый синтетический технический и денатурированный. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2006. - 16 с.

4. ГОСТ 25617-83 Ткани и изделия льняные, полульняные, хлопчатобумажные и смешанные. Методы химических испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 33 с.

5. Тюменев, Ю.Я. Материалы для процессов сервиса в индустрии моды и красоты: учеб. пособие для бакалавров / Ю.Я. Тюменев, В.И. Стельмашенко, С. А. Вилкова. - М.: Дашков и Ко, 2014. - 400 с.

RESEARCH INTO THE DEPENDENCY OF THE FLAME-RETARDANT TEXTILE SAFETY INDEX ON THE FIBRE CONTENT

Tiumenev Iurii Iakubovich, Candidate of Engineering, Professor at the Department of Service, Russian State University of Tourism and Service, Moscow, Russia, mite1339@rambler.ru,

Savinova Anna Aleksandrovna, post-graduate student at the Department of Service, Russian State University of Tourism and Service, Moscow, Russia mite1339@mail.ru,

Chernyshova Tat'iana Rinatovna, post-graduate student at the Department of Service, Russian State University of Tourism and Service, Moscow, Russia, mite1339@mail .ru

Employment in the oil and gas industry, due to the specifics of work, is fraught with explosion and fire. One of the ways to protect the employees is the use of new generation special-purpose flame-retardant wear.

The article at hand provides the results of research into the dependency of flame-retardant textiles safety index on the fibre content. The objective of the research was to identify the impact of the fibre content of oil-and-water-repellent-impregnated flame-retardant textiles on the tailored properties.

The task of the researchers was to conduct a comparative analysis of the objects of research against various indices, and with the analysis data in mind determine the consumer product ID preferences in the market of special-purpose high-temperature/fire/oil-refined-product-protective wear.

Key words: special-purpose wear, individual protective gear, protective properties, special-purpose wear reliability, flame-retardant textiles.

References

1. GOST 19616-74. Tkani i trikotazhnye izdeliia. Metod opredeleniia udel'nogo poverkhnostnogo elektricheskogo soprotivleniia [All-Union State Standards 19616-74. Fabrics and textile products. Surface resistivity evaluation]. - Moscow: Izdatel'stvo Standartov, 1974. -p.10.

CTp. 47 H3 210

2. GOST 15898-70 Tkani l'nianye iTpolul'nianye. Metod opredeleniia ognestoikosti. [All-Union State Standards 15898-70. Linen and semi-linen fabrics. Fire-endurance estimation method]. - Moscow: Izdatel'stvo Standartov, 1999. - p.4.

3. GOST 52574-2006 Spirt etilovyi sinteticheskii tekhnicheskii i denaturirovannyi. Tekhnicheskie usloviia [All-Union State Standards 52574-2006 Ethyl synthetic commercial methylated alcohol. Specification].Moscow: Standartinform Publ., 2006. - p.16.

4. GOST 25617-83 Tkani i izdeliia l'nianye, polul'nianye, khlopchatobumazhnye i smeshannye. Metody lhimicheskilh ispytanii [All-Union State Standards 25617-83 Linen, semilinen, cotton and mixed fabrics. Chemical tests methods]. - Moscow: Izdatel'stvo Standartov, 2003. - p.33.

5. Tiumenev, Iu.Ia. Materialy dlia protsessov servisa v industrii mody i krasoty [Textiles for service and fashion and beauty industry]. Uchebnoe posobie [Student teaching manual]. -Moscow: Dashkov i K0 Publ., 2014. - p.400.