Предпроектный анализ при разработке спецодежды с использованием полимерных материалов

УДК 687

Р. Р. Фаткуллина, Д. Р. Зиятдинова, Л. Н. Абуталипова,

А. Ш. Мухаметшина

ПРЕДПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СПЕЦОДЕЖДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые слова: моделирование, легкая промышленность, полимерно-текстильный материал.

Внедрение математического моделирования и компьютерных технологий как элементов автоматизации в предпроектном анализе призвано сократить сроки подготовки к производству новых моделей спецодежды. В статье говорится об этапе предпроектного анализа при разработке материала для изделия - комплекта спецодежды - с использованием компьютерных технологий. В совместной научно-практической работе вуза и инновационного предприятия, созданного при Казанском государственном технологическом университете, при создании комплекта спецодежды для защиты от вредных факторов окружающей среды применяются методы моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

Keywords: modeling techniques, light industry, polymeric-textile material.

The article describes the step of development of the material for special clothes. The special clothes have been designed using modeling techniques, theoretical and experimental research in the joint scientific and practical work of the university and innovative company, Kazan State Technological University established.

Ситуация в сфере условий и охраны труда в Российской Федерации в целом и в Республике Татарстан (РТ) считается сложной, несмотря на то, что Министерство труда, занятости и социальной защиты РТ проводит серьезную работу, и ежегодно организует участие предприятий республики, выпускающих спецодежду, спецобувь и другие средства индивидуальной защиты, в специализированных международных выставках по охране и безопасности труда. Перед государственными органами ставится задача стимулирования деятельности предприятий по защите жизни и здоровья работающих граждан. Так, министерством была разработана Программа по защите человека от вредных воздействий в процессе его трудовой деятельности, целью которой является обеспечение конституционных гарантий работающих на охрану и условия труда, отвечающие требованиям безопасности и гигиены.

В РТ в ОАО Казанский Химический научно-исследовательский институт» были разработаны новые виды защитной одежды, в том числе: спецодежда «Экран-2Б», признанная лучшим в России средством для защиты от электромагнитных излучений радиочастот; комплект фильтрующей защитной одежды «Агрохим» для работающих в сельском хозяйстве с жидкими и пылевидными ядохимикатами; комбинированная защитная одежда КЗО-«Фенол», предназначенная для защиты кожных покровов работающих от воздействия фенола, его растворов и паров; облегченный защитный комплект КЗПО-МТ из многослойного пленочного материала, защищающий работников сельского, жилищно-коммунального хозяйства и химической промышленности от вредных производственных факторов (кислот, растворителей, газообразных хлора, аммиака, хлористого водорода, масел, нефтепродуктов и

др.) [!].

В условиях постоянного совершенствования и оптимизации качества спецодежды в соответствии с реальными запросами потребителей особенно актуально использование методов, позволяющих сократить время разработки и соответственно сроки подготовки производства материалов и изделий из них. Предлагается использование прогрессивных методов разработки материалов заданного качества, используемых для изготовления специальной одежды, а также разработка новых видов специальной одежды с целью обеспечения потребности в современных качественных средствах защиты работников, труд

которых связан с воздействием нагретых поверхностей, физически и химически агрессивных жидкостей на человека. Внедрение математического моделирования и компьютерных технологий как элементов автоматизации в предпроектном анализе призвано сократить сроки подготовки к производству новых моделей спецодежды.

Одежда специальная защитная относится к средствам индивидуальной защиты согласно ГОСТ 12.4.011-89 «ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация». Упомянутый стандарт распространяется на средства, применяемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов, и устанавливает классификацию и общие требования к средствам защиты работающих. В зависимости от профессий и должностей, по Приказу Министерства Здравоохранения и социального развития РФ от 1 октября 2008г. №541 н разработаны типовые нормы бесплатной выдачи сертифицированных специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам сквозных профессий и должностей всех отраслей экономики, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением [2-4].

Разработка оптимального состава полимерной композиции и толщины покрытия для создания материала с защитными свойствами, применяемого для изготовления средств индивидуальной защиты и разработка специального защитного костюма высокого качества, применяемого для охраны труда работников, предназначенного для ремонтных работ, обеспечивает защиту работников от воздействия нагретых поверхностей, физически и химически агрессивных жидкостей.

Для изучения состояния разработки защитных материалов с покрытиями и специальной одежды, изготавливаемой с применением этих материалов, проведен обзор литературных и патентных источников. Проведено исследование условий эксплуатации специальной защитной одежды; формирование перечня требований к специальным защитным материалам и костюмам; исследование методов разработки защитных материалов. Объектами исследования являются защитный полимерно-текстильный материал и спецодежда, изготовленная с применением данного материала. Сутью исследования является применение математических методов в процессе разработки полимерно-текстильных материалов заданного качества; разработка оптимального технологического процесса по изготовлению спецодежды.

Особенностью наших исследований является использование компьютерных технологий и методов оптимизации [5]. Предложенный нами метод заключается в поиске оптимального значения содержания фторопласта в двухкомпонентой смеси (фторкаучука) полимерного покрытия посредством определения общей области показателей-свойств материала.

На рисунке представлено графическое отображение поиска оптимального значения содержания фторопласта в двухкомпонентой смеси полимерного покрытия посредством определения общей области показателей стойкости к открытому пламени, стойкости к газообразному хлору, жесткости, стойкости к истиранию (использованы нормированные данные) как поиск области пересечения доверительных интервалов построенных зависимостей (рис.1).

Результат согласуется с экспериментально полученными данными [6]. Предпроектный анализ при разработке защитного материала для накладок костюма позволил достичь следующие положительные результаты:

- сокращение времени разработки;

- снижение расхода материальных ресурсов;

- снижение расхода энергетических ресурсов;

- уменьшение себестоимости защитных материалов и спецодежды, изготавливаемой с применением текстильных и полимерно-текстильных материалов;

- повышение уровня качества материалов и спецодежды.

"'о.. Стойкость к открытому пламени, у.е. Стойкость к газообразному хлору, у.е. . Жесткость, у.е.

'Хч Стойкость к истиранию, у.е.

Содержание фторопласта, %

Рис. 1 - Влияние процентного содержания фторопласта в двухкомпонентой смеси полимерного покрытия на свойства материала

Особенности разработанного изделия:

- защитные накладки костюма имеют специальное полимерное покрытие, которое обеспечивает надежную необходимую защиту от щелочей, кислот, растворителей в жидком виде, от термического воздействия нагретых поверхностей

- специальная обработка текстильного материала основы обеспечивает высокую износостойкость основной ткани (разрывная нагрузка не менее 1100 Н по основе -долевой нити и 700Н в поперечном направлении по утку -поперечной нити, стойкость к истиранию -порядка 4000 циклов); материал обладает низкой усадкой (не более 1,5%).

Работа поддержана грантом Конкурса на предоставление целевых субсидий субъектам малого и среднего предпринимательства Республики Татарстан для развития инноваций и технологической модернизации производства на территории Республики Татарстан. Выражаем благодарность коллективу КазХимНИИ за помощь в выполнении научноисследовательской работы.

Литература

1. Республика Татарстан: Промышленная и экологическая безопасность // «Промышленная и экологическая безопасностью, № 11 (37), 2009.

2. ГОСТ 12.4.011-89 «ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация».

3. Приказ Министерства Здравоохранения и социального развития РФ от 1 октября 2008г. №541н «Типовые нормы бесплатной выдачи сертифицированных специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам сквозных профессий и должностей всех

отраслей экономики, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением».

4. Ефремова, О.С. Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих от них. - М.: Альфа-Пресс, 2009. - 304с.

5. Абуталипова, Л.Н. Компетентностная подготовка в области информационных технологий студентов технологической специальности (на примере проблем материаловедения по оптимизации свойств полимерно-текстильных материалов) / Л.Н. Абуталипова, Р.Р. Фаткуллина, Д.Р. Зиятдинова // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - № 8. - С. 436 - 439.

6. Зиятдинова, Д.Р. Определение области планирования эксперимента в проектировании изолирующих материалов/ Д.Р. Зиятдинова, Р.Р. Фаткуллина, В.Ю. Матвеева // Новые технологии и материалы легкой промышленности IV Межд. научно-практ. конф. Студентов и молодых ученых, -Казань: Изд-во КГТУ, 2008. - С. 139-141.

© Р. Р. Фаткуллина - канд. биол. наук, доц. каф. моды и технологии КНИТУ, rimma_fat@mail.ru; Д. Р. Зиятдинова - ст. препод. той же кафедры; Л. Н. Абуталипова - д-р техн. наук, проф., зав. каф. моды и технологии КНИТУ; А. Ш. Мухаметшина - магитр КНИТУ.