Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

17. Методы оценки воздухопроницаемости материалов

Воздухопроницаемость материалов влияет на потребительские свойства швейных изделий, что необходимо учитывать при их проектировании.

Воздухопроницаемость Вз [дм3/(м2·с) или м3/(м2·с)] характеризует объем воздуха, прошедшего через единицу площади пробы за единицу времени.

ГОСТ 12088-77. Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости [11]. Настоящий стандарт распространяется на бытовые ткани, ткани военного назначения, для спецодежды технические и специального назначения, трикотажные и нетканые полотна, войлок, искусственный мех, дублированные материалы и изделия из них и устанавливает метод определения воздухопроницаемости.

Сущность метода заключается в измерении объема воздуха, проходящего через заданную площадь испытуемого материала за единицу времени при определенном разрежении под точечной пробой.

Отбор проб. Для тканей, контролируемых по каждому куску, отбирают точечную пробу по всей ширине ткани длиной 16 см от любого места, но не от самого его конца; для остальных материалов – длиной 30 см или проводят испытания на точечных пробах, отобранных для определения показателей, характеризующих физико-механические свойства. Отобранные точечные пробы не должны быть помяты. Глажение их не допускается.

Аппаратура. Для испытания бытовых тканей, тканей технических, военного назначения и для спецодежды, трикотажных и нетканых полотен, войлока, искусственного меха, дублированных материалов и изделий из них применяют приборы марки ВПТМ.2 (рис. 17.1), ВПТМ.2М, ATL-2 (FF-12) (рис. 17.2) или марки УПВ-2 (рис. 17.3), FF-12 (Венгрия), ВПТМ-2 (Россия), «Shirley Airpermeameter» (Англия), обеспечивающие: измерение воздухопроницаемости в диапазоне от 2,5 до 10750 дм3/(м2∙с); разрежение под точечной пробой 49 Па (5 мм вод.ст.); силу прижима точечной пробы 147 Н (15 кгс).

missing image file

Рис. 17.1. Прибор марки ВПТМ.2:1 – индикатор разрежения; 2 – дифференциальный манометр; 3 – прижимное кольцо; 4 – камера разрежения; 5 – сменный столик; 6 – испытуемый образец; 7 – переключатель трубок Вентури; 8, 9 – расходомеры воздуха (трубки Вентури); 10 – дроссель;
11 – электродвигатель с вентилятором

missing image file

Рис. 17.2. Прибор марки ATL-2 (FF-12): 1 – электровентилятор; 2 – игольчатый клапан; 3 – соединительные трубы; 4 – рукоятки ротаметров; 5 – поплавки ротаметра; 6, 7, 8, 9 – ротаметры; 10 – сменный столик; 11 – испытуемая ткань; 12 – прижимное кольцо; 13 – микроманометр; 14 – сосуд с дистиллированной водой

missing image file

Рис. 17.3. Прибор марки УПВ-2:1 – счетчик для измерения большого расхода воздуха; 2 – счетчик для измерения малого расхода воздуха; 3, 6 – сигнальные лампочки; 4 – тумблер; 5 – ручка переключателя; 7 – нагрузочное приспособление; 8 – электрические часы; 9 – стрелки часов; 10 – маховик; 11 – микроманометр; 12 – прижимное кольцо; 13 – точечная проба испытуемого материала; 14 – сменный столик; 15 – камера разрежения; 16 – электродвигатель; 17 – вентилятор и клапан перекрытия; 18 – дроссель; 19 – переключатель

Допускается определение воздухонепроницаемости непосредственно в кусках или готовых изделиях без выреза точечных проб.

Подготовка к испытанию. Точечные пробы перед испытанием выдерживают в климатических условиях по ГОСТ 10681-75 [5] в течение 24 ч, а точечные пробы трикотажных полотен и изделий – 10 ч. В этих же условиях проводят испытания.

Проведение испытания. Воздухопроницаемость определяют на точечных пробах в десяти разных местах, расположенных по диагонали. Для тканей, контролируемых по каждому куску, испытания проводят на каждой отобранной точечной пробе в пяти местах в шахматном порядке (рис. 17.4).

missing image file

Рис. 17.4. Схема продувки образца ткани

Определение воздухопроницаемости на приборе марки ВПТМ.2, ВПТМ.2М:

1. Точечную пробу испытуемого материала 6 (рис. 17.1) укладывают на столик лицевой стороной вверх и прижимают к столику кольцом 3 до загорания красной сигнальной лампочки.

2. Электродвигатель с вентилятором 11 включается автоматически при подаче нагрузки на испытуемую точечную пробу.

3. Открытием дросселя 10 устанавливают разрежение под точечной пробой, равное 49 Па (5 мм вод.ст.), которое определяют по шкале индикатора разрежения 1.

4. По шкале дифференциального манометра 2 отсчитывают результат измерения с точностью до одного деления шкалы.

5. При снятии нагрузки с точечной пробы электродвигатель с вентилятором 11 автоматически отключается.

Определение воздухопроницаемости на приборе
марки ATL-2 (FF-12) (рис. 17.2):

1. Испытание проводят при разрежении под точечной пробой равной 49 Па (5 мм вод.ст.). Допускается испытание проводить при разрежении от 0 до 1960 Па (200 мм вод.ст.).

2. Для испытания применяют сменный столик 10 с отверстием площадью 10 см2. При необходимости могут быть использованы столики с другими отверстиями.

3. Ротаметр выбирается в зависимости от воздухопроницаемости ткани и площади отверстия сменного столика. При испытании точечных проб ткани на столике с площадью отверстия 10 см2 ротаметр выбирают по табл. 17.1.

Таблица 17.1

Воздухопроницаемость тканей и параметры ротамера

Воздухопроницаемость тканей, дм3/(м2∙с)

Ротаметр со шкалой, дм3/ч

От 333 до 2080

800–8000

От 56 до 333

120–1200

От 11 до 56

20–200

От 3 до 11

4–40

В случае, если ткань имеет воздухопроницаемость в диапазонах измерения двух смежных ротаметров, проводят на ротаметре с большим пределом измерения. Для этого при каждом испытании первым делают замер на ротаметре с большим пределом измерения. Если неизвестно, в каких пределах находится воздухопроницаемость ткани, то производят выбор ротаметра. Для этого открывают ротаметр 9 со шкалой 800–8000 дм3/ч и устанавливают требуемое разрежение под точечной пробой. Если при испытании точечных проб тканей определение расхода воздуха на ротаметре 9 не представилось возможным, т.е. поплавок не поднялся до отметки 1200 дм3/ч или остался в крайнем нижнем положении, то измерения расхода воздуха производят на ротаметре 8 со шкалой 120–1200 дм3/ч или на ротаметре 7 со шкалой 20–200 дм3/ч. Подбор ротаметров производят последовательно, отключив при этом все остальные ротаметры.

4. Точечную пробу ткани 11 укладывают на столике 10 (рис. 17.2) в расправленном виде без перекоса, лицевой стороной вверх и прижимают к столику кольцом 12 при помощи рычага. При этом следят за установкой прижимной поверхности этого кольца в горизонтальном положении.

5. Тумблером включают электровентилятор 1. При этом загорается сигнальная лампочка и включается освещение ротаметров.

6. Поворотом рукоятки 4 против часовой стрелки открывают выбранный ротаметр.

7. Устанавливают разрежение под точечной пробой. Для этого плавно открывают игольчатый клапан 2 вращением рукоятки по часовой стрелке до смещения мениска на одно или два деления выше необходимой отметки, затем, вращая рукоятку в обратном направлении, устанавливают мениск на требуемую риску. В случае колебания поплавка ротаметра 5 вверх и вниз необходимо вращать рукоятку игольчатого клапана более медленно и плавно.

8. Показание расхода воздуха снимают при установленном разрежении под точечной пробой до верхней плоскости поплавка ротаметра и отсчет показаний ротаметра производится с точностью половины цены деления ротаметра.

9. Закрывают ротаметр и игольчатый клапан.

Определение воздухопроницаемости на приборе марки УПВ-2:

1. Время испытания материалов (каждой продувки) – 50 с, для точечных проб тканей, контролируемых по каждому куску, – 10 с.

2. Испытания проводят на одном из шести сменных столиков. Для текстильных материалов и изделий из них применяют столик с отверстием площадью 20 см2. Если при испытании на этом столике величина перепада давления превышает 49 Па (5 мм вод.ст.), применяют столик с большей площадью отверстия – 50 или 100 см2. При перепаде давления менее 49 Па (5 мм вод.ст.) используют столик с меньшей площадью отверстия – 10; 5; 2 см2. Для тканей, контролируемых по каждому куску, применяют столик с отверстием площадью 10 см2.

3. Точечную пробу испытуемого материала 13 (рис. 17.3) укладывают на столик 14 лицевой стороной вверх. Точечную пробу прижимают к столику кольцом 12 с помощью нагрузочного приспособления 7 вращением маховика 10 до тех пор, пока не погаснет сигнальная лампочка 6.

4. Стрелку часов 9 устанавливают на заданное время испытания. Ручку переключателя 5 ставят в положение I и дросселем 18 устанавливают необходимое разрежение воздуха под точечной пробой.

5. Ручку переключателя 5 переводят в положение 11 и записывают первоначальное показание счетчика с погрешностью не более цены деления. Затем ручку переключателя 5 переводят в рабочее положение III и записывают показание счетчика после его автоматического выключения по истечении заданного времени испытания.

6. Разница показаний счетчика характеризует объем воздуха в кубических дециметрах, прошедший через площадь испытуемой точечной пробы за заданное время при заданном разрежении воздуха под точечной пробой.

7. Если объем воздуха не превышает 10 дм/мин, испытание данного материала должно проводиться с помощью счетчика малого расхода, для чего переключатель счетчиков 19 устанавливают в положение «Расход малый».

Обработка результатов. Воздухопроницаемость рассчитывают по формуле:

missing image file (17.1)

где V –

объем воздуха, прошедшего через пробу материала за время испытаний;

S –

рабочая площадь пробы;

τ –

продолжительность испытания.

Для текстильных материалов определяют коэффициент воздухопроницаемости:

missing image file (17.2)

где Vср –

средний расход воздуха по одной точечной пробе материала, дм3;

S –

испытываемая площадь пробы;

τ –

продолжительность испытания.

Резюме

Воздухопроницаемость – способность материала пропускать воздух. Важное потребительское свойство, имеющее гигиеническое значение, так как в условиях эксплуатации одежды обеспечивает естественную вентиляцию пододежного воздуха, что особенно важно для летней и спортивной одежды. Испытывается лабораторно на приборах марки ВПТМ.2, ВПТМ.2М, ATL-2 (FF-12) или марки УПВ-2, FF-12, ВПТМ-2, «Shirley Airpermeameter».

Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под воздупроницаемостью?

2. Метод отбора проб для измерения воздухопроницаемости.

3. Алгоритм проведения испытаний на приборах ВПТМ.2, ATL-1 и УПВ-2.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074