CARACTERISTICILE MATERIALELOR TEXTILE

si implicarea lor asupra

CONFORTULUI LA PURTARE

Memoriu Justificativ

Am ales această temă pentru a-mi verifica cunoştiinţele dobândite de-a lungul orelor de design vestimentar din învăţământul la zi al liceului Ioan. N. Roman, Constanţa. Această temă în special mi s-a părut interesantă datorită importanţei ce-o poartă. În mediu personal, confortul unui articol de vestimentaţie constituie un important factor de decizie in achizitionarea acestuia, aşadar presupun ca este un factor demn de luat in calcul de orice individ, de la creatorii de moda si vestimentaţie până la clienţii ce îşi aleg îmbrăcămintea.

Confortul la purtare este direct influenţat de caracteristicile materialelor textile folosite (fineţe, higroscopicitate, elasticitate, hidrofilie etc) cât şi de croiala îmbinărilor acestor materiale.

Dar confortul creaţiilor vestimentare nu se limitează doar la cel fizic, existând şi importanţi factori psihici ce influenţează gradul de comport. Acordarea articolului vestimentar cu tendinţele modei, cu necesitatea ocaziei, rafinamentul finisajelor, toate acestea fiind factori de confort de asemenea.

Aşadar daca urmează să vorbim de confortul la purtare, în mod categoric nu o putem face fără a vorbi despre caracteristicile materialelor, dar şi despre factorul psiho-senzorial aparţinând omului.

1. INTRODUCERE

Imbrăcămintea reprezintă totalitatea obiectelor confecţionate de oameni din diverse materiale având ca scop acoperirea corpului pentru a-l proteja împotriva agenţilor mediului exterior, dar fără a-i perturba activitatea sau odihna. Imbrăcămintea trebuie să menţină în jurul corpului o zonă igienică şi îngrijită, care oferă aceeaşi senzaţie placută şi la schimbările rapide interioare şi exterioare.

Motivaţia îmbrăcămintei poate diferi în funcţie de argumentele care se iau în consideraţie. Astfel avem motivaţia practică, motivaţia morală, motivaţia estetică, motivaţia socială, motivaţia comunicaţională şi motivaţia psihică.

Factorii semnificativi care determină competitivitatea produselor de îmbrăcăminte pe piaţă sunt: preţul, calitatea şi precizia privind condiţiile şi termenele de livrare. Dintre aceşti factori o pondere importantă o prezintă factorul calitate.

Calitatea produsului de îmbrăcăminte trebuie planificată şi controlată în timpul fabricaţiei şi purtării acestuia. De asemenea calitatea produselor vestimentare este determinată de cerinţele purtătorului, materiile prime folosite şi posibilităţile tehnice ale producătorului.

Criterii de alegere şi analiză a materialelor destinate confecţionării produsului derivă din funcţiile impuse în principal de cerinţele estetice, de funcţionalitate şi de disponsibilitate ale purtătorului, fără a neglija cerinţele tehnico-economice ale producătorului.

Cerinţele estetice impun alegerea culorii şi a desenului de structură sau de culoare ale materialelor. Aceste cerinţe sunt strict influenţate de modă, dar depind şi de gusturile segmentului de populaţie care va purta produsul, de nivelul lor de cultură în materie de design vestimentar.

Cerinţele de funcţionalitate implicate în alegerea materialelor vizează asigurarea unei stări de confort termofiziologic, psihosenzorial şi dinamic al purtătorului. Confortul termofiziologic este asigurat în măsura în care principalele caracteristici de asimilare şi transfer de căldură, umiditate şi de aer sunt în limite corespunzătoare destinaţiei produsului, astfel încât excesul de căldură, de umiditate şi dioxidul de carbon din spaţiul subvestimentar să fie eliminate în mediu. Ca urmare materialele din structura produsului trebuie să aibă capacitate de izolaţie termică, capacitate de absorbţie şi transfer a umiditaţii şi capacitate de ventilare. Nivelele dimensiunilor acestor

caracteristici sunt impuse de condiţii de purtare determinate de starea individului (repaus, efort de diferite intensităţi) şi de parametrii climatici ai mediului (temperatură, umiditate, viteza vântului, eventuale intemperii). Confortul psihosenzorial este determinat de totalitatea senzaţiilor percepute la contactul direct al pielii umane cu suprafaţa materialului textil. Factorii obiectivi ce detemină şi influenţează confortul psihosenzorial sunt caracteristicile materialelor definite cu noţiunea de tuşeu. Acestea din urmă sunt determinate şi influenţate de starea suprafeţei materialului, de mărimea suprafeţei de contact cu pielea, de tratamentele de finisare superficială suferită de material.

Confortul dinamic al purtătorului este asigurat atunci când produsul nu împiedică mişcările specifice activitaţii acestuia. Acest lucru este posibil prin proiectarea constructivă corespunzatoare dar şi prin alegerea materialelor cu elasticitate corespunzătoare solicitarii din timpul purtării.

Cerinţele de disponibilitate vizează fiabilitatea, mentenanţa şi siguranţa produsului în timpul purtării. Fiabilitatea este definită de caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor, mentenanţa este definită de posibilitatea menţinerii funcţiilor la nivelele proiectate precum şi posibilitatea remedierii unor defecte apărute în purtarea produsului, iar siguranţa în purtarea produselor uzuale este determinată în special de rezistenţa la aprindere a materialelor textile.

Cerinţele şi funcţiile ergonomice se referă la asigurarea mobilităţii corpului şi sunt satisfăcute de următoarele funcţii: concordanţa în formă şi dimensiuni a produsului la corp, uşurinţă în îmbrăcare-dezbrăcare, accesibilitatea în utilizarea unora din elementele de produs, protecţia corpului, conţinerea sau purtarea de alte obiecte, fixarea pe corp.

Cerinţele şi funcţiile de confort fiziologic şi psihosenzorial (cerinţe sanogenetice) se referă la evitarea riscului ca prin produsul de îmbrăcăminte să se prejudicieze sănătatea. Aceste cerinţe sunt asigurate prin funcţiile cvasifiziologice (capacitatea de izolaţie termică, capacitatea de ventilaţie, absorbţia şi transferul de umiditate) şi funcţiile psihosenzoriale.

Cerinţele de disponibilitate vizează capacitatea produsului de a-şi păstra însuşirile nu doar pe durata achiziţiei, ci şi ulterior în procesul de exploatare.

2. CARACTERISTICI DE FUNCŢIONABILITATE

Caracteristici ergonomice

Caracteristicile materialelor şi imbrăcămintei se aleg ţinând seama de anatomia corpului uman în raport cu mediul înconjurător, manifestată printr-o "autonomie" a acestuia, care constă în libertatea mişcărilor sale în anumite limite, ale articulaţiilor oaselor, ceea ce crează independenţă şi multitudinea mişcărilor.

În funcţie de multitudinea mişcărilor, pielea posedă şi ea o elasticitate diferenţiată în raport cu porţiunea de pe corp. Proprietatea pielii în relaţiile musculare este aceea că permite mişcările articulaţiilor, nu se opune la deformaţia musculară şi reia forma normală a corpului în repaus fără a păstra urmele mişcărilor şi deformaţiilor datorită elasticitaţii sale naturale.

Pentru a scoate in evidenţă ideea de confort la purtare, la o îmbrăcăminte determinată, este suficient să se anlizeze limitele elasticităţii pielii, pentru anumite zone .

La un pantalon, genunchiul şi bazinul (talie şi şolduri) necesită elasticităţi cuprinse între 15-51%.

Această elasticitate anatomică este de fapt elasticitatea pielii în anumite condiţii, în funcţie de care se alege şi materia primă (pentru diferite competiţii este foarte necesar să se atingă o elasticitate de până la 50%).

În ceea ce priveşte materia primă şi corelarea caracteristicilor acestuia cu destinaţia corespunzătoare a produsului se menţionează:

la tricouri pentru a se evita intinderea la genunchi si la coate se poate obtine o elasticitate de 15%;

la materialele din fire texturate, ondulate si buclate, tratate termic,elasticitatea poate creste pana la 15%, ceea ce nu se poate obtine la materialele din fibre naturale.

multiplele miscari ale corpului, au impus realizarea de noi materii prime, materiale, contexturi de tesaturi si tricoturi bioextensibile, in special pentru imbracamintea destinata competitiilor, sau monoextensibile pentru imbracaminte curenta.

Tinand seama ca ergonomia se ocupa de omul in actiune, se poate afirma ca imbracamintea este ‘’a doua piele’’ la propriu si la figurat,elasticitatea acesteia fiind indispensabila autonomiei pe care o impune organismul.

Se impune cunoasterea caracteristicilor materialelor cu diferite destinatii in produse finite, in corelatia cu pozitia fata de suprafata corpului, precum si ordinea in strat, fara a fi necesara o analiza detaliata a tuturor grupelor de caracteristici.

3. CARACTERISTICI CE DETERMINĂ CONFORTUL LA PURTARE

Confort termofiziologic si confort psihosenzorial

Conform dicţionarului Oxford, confortul se defineşte prin ’’bunăstare conştientă, eliberare de greutăţi, durere sau necazuri.’’

Îmbrăcămintea nu poate oferi toate acestea, dar poate contribui la confortul personal în condiţiile în care se potriveşte, dacă nu incomodează, dacă este placută pentru piele, dacă atrage plăcut atenţia prin linie sau culoare, precum şi dacă menţine echilibrul termic al corpului.

Produsele textile sunt utilizate în toate domeniile vieţii în scopul asigurării confortului uman, ca stare fiziologică şi psihică deosebită, un rol important având şi mediul ambient. Confortul nu poate fi observat, înregistrându-se doar lipsa acestuia, anume starea de incomoditate, de disconfort.

Îmbrăcămintea este îmbinarea armonioasă a materialelor textile. Proprietăţile îmbrăcămintei sunt influenţate de o serie de factori cum ar fi: stratul de aer dintre diferite straturi de materiale, suprafaţa pielii şi mediul ambient schimbător. Se concepe astfel un baraj protector între corpul uman şi mediul ambient.

La locurile de munca îmbrăcămintea este folosită având un rol de protecţie împotriva toxinelor, radiaţiilor, a focului, chiar şi în aceste condiţii extreme, am putea să le denumim, impunându-se realizarea stării de confort.

Îmbrăcămintea trebuie să fie în concordanţă şi armonie cu caracterul purtătorului. Culoarea, croiala, mărimea, concordanţa cu moda, toate acestea sunt aspecte de care trebuie ţinut cont la alegerea vestimentaţiei. Un om îmbrăcat corespunzator pentru o ocazie poate să se simtă mult mai stăpân pe sine, mai încrezător, deoarece confortul psihic este asigurat. În mod asemănător, confortul estetic este si el foarte important în viaţa omului, în cămin şi la locul de muncă.

Cu toate că organismul omului produce căldură în mod continuu, totuşi în aceeaşi măsură o şi pierde dacă nu sunt luate anumite măsuri. Cercetările efectuate

au arătat că datorită îmbrăcămintei, organismul uman poate păstra aproximativ o treime din totalul energiei calorice pe care o produce. De fapt nu produsul vestimentar apără organismul de rigorile frigului sau ale căldurii, ci stratul de aer cu rol izolator, între suprafaţa pielii şi îmbrăcăminţii, strat care se ’’mulează’’ perfect pe relieful corpului şi vestimentaţiei formând un microclimat subvestimentar.

Valoarea structurii vestimentare este apreciată în primul rând după gradul de a conduce căldura, deziderat ce are o legatura strânsă cu posibilităţile produselor vestimentare legate de porozitate, permeabilitate la aer, umiditate şi posibilitatea de a facilita procesul de evaporare.

În aprecierea calităţii produselor vestimentare culoarea joacă un rol destul de important, deoarece nu este utilă numai pentru efectele estetice pe care le crează, ci şi pentru confortul optic şi de apărare de caldură pe durata verii sau în condiţii de climat secetos. Calitatea unui produs vestimentar este strâns legată şi de felul ţesăturii respective, astfel că o ţesătură netedă reflectă mai bine căldura decât cea pufoasă.

Pentru realizarea confortului este importantă alegerea parametrilor optimi referitori la permeabilitatea aerului, izolaţia termică şi reacţia la umiditate.

Confortul termofiziologic - este determinat prin interacţiunea corp-climă şi este atins când transportul de căldură şi umiditate de la corp prin îmbrăcăminte este reglat în aşa fel, încât se echilibrează bilanţul energetic al omului şi în microclimatul îmbrăcămintei există valori de temperatură şi umiditate ce sunt considerate drept a fi confortabile.

Trebuie făcută diferenţa între condiţiile de purtare staţionare şi nestaţionare. Primele sunt caracterizate în cazul solicitării corporale moderate prin debite calorice şi de umiditate, constante în timp, de la corp. În condiţii nestaţionare rezultă o transpiraţie de impulsuri, datorită solicitării corporale puternice, variabile în timp. În acest caz textilele purtate aproape de piele trebuie să aibă un bun efect de purtare prin tamponarea umidităţii, caz în care trebuie să se facă deosebirea între tamponarea vaporilor de apă şi aceea de transpiraţie lichida. Confortul senzorial al pielii - este determinat prin senzaţiile care rezultă din contactul de atingere mecanica între textile şi piele. Pot apărea senzaţii plăcute de moliciune, flexibilitate, dar şi iritaţii neplăcute ale pielii cum sunt: zgârieturi, usturimi, lipituri.

Cercetările referitoare la confortul la purtare au demonstrat care sunt caracteristicile îmbrăcămintei şi materialelor care-l influenţează, stabilindu-se chiar valori numerice caracteristice diferitelor articole.

Problema confortului mai poate fi tratată şi din alte două puncte de vedere şi anume:

- din punct de vedere subiectiv confortul fiziologic este interpretat ca totalitatea impresiilor senzoriale ale subiectului uman, caracteristic fiind faptul că manifestările fiziologice subiective sunt foarte diverse

- din punct de vedere obiectiv confortul fiziologic este interpretat în baza stărilor fizice şi descrise prin noţiuni fizice şi principii corespunzatoare.

La baza definirii confortului au stat şi rezultatele experienţelor igienico-fiziologice din camere bioclimatice, dovedindu-se că acesta, din punct de vedere obiectiv, este o stare fizică, fiind un rezultat al interacţiunilor dintre organismul uman, îmbrăcăminte, efort fizic şi stările climatice exterioare.

Absorbţia şi transferul umidităţii

Comportarea materialelor în mediu umed se tratează sub aspectul permeabilităţii la vapori, hidrofiliei, higroscopicităţii şi comportării la transpiraţiei.

Aceste caracteristici nu pot fi izolate de proprietăţile fizice ale materialelor ci ele se tratează în conexiune cu organismul uman, în condiţiile creării echilibrului la preluarea degajărilor rezultate la diferite condiţii de stare.

O comportare bună în mediu umed nu se poate realiza fără aerisirea permanentă a suprafeţei corpului, ce antrenează vaporii şi transpiraţia de pe suprafaţa pielii, excesul de căldură creat sub ansamblu, precum şi alte emanaţii nocive rezultate.

Structura fibrei, natura chimică şi morfologică a substanţei din care este realizată, poate influenţa caracterul hidrofil, hidrofob şi higroscopic al materialului.

De asemenea structura firului, tehnologia de filare, componentele acestuia, rezistenţa nominală şi efectivă, valoarea torsiunii, finisarea sunt factori care influenţează capacitatea de absorbţie a umidităţii de către straturile componente ale ansamblului vestimentar.

Transportul de umiditate de la corp la mediu prin îmbrăcăminte este determinat de mici mecanisme şi anume: difuzia vaporilor de apă prin porii materialului textil, absorbţia şi desorbţia umidităţii în şi din interiorul fibrei urmată de o îmbibare şi umflare a fibrei, convecţia şi ventilarea din microclimatul interior, datorat mişcărilor corpului care reprezintă un proces de transfer termic şi un proces de transfer hidric.

Insuşirea materialelor de a lăsa să treacă prin ele vaporii de apă din mediu cu umiditatea aerului ridicată în medii cu umiditatea mai mică se numeşte permeabilitate la vapori.

Permeabilitatea la vapori a materialelor are foarte mare influenţă asupra proprietăţilor termoizolatoare ale acestora şi anume ridicarea umidităţii materialelor şi reducerea rezistenţei termice a lor se datorează condensării vaporilor de apă rezultaţi în urma transpiraţiei pe suprafaţa interioară a îmbrăcămintei şi în interiorul straturilor acesteia.

Intensitatea de evaporare a umezelii de pe suprafaţa pielii depinde de însuşirile termoizolatoare ale materialelor, de condiţiile de temperatură şi umiditate a mediului, de intensitatea muncii şi de activitatea omului.

La sfârşitul evaporării vaporilor de apă de pe suprafaţa pielii, ia naştere procesul de udare al îmbrăcămintei. Umezirea acesteia duce la micşorarea rezistenţei termice şi a permeabilităţii la aer, astfel influenţându-se confortul omului.

Crearea unui produs vestimentar termoizolator este în strânsă legătură cu temperatura mediului exterior şi activitatea omului, înlăturarea umezelii de

pe suprafaţa pielii se face prin ventilarea activă a aerului prin îmbrăcăminte şi prin permeabilitatea la vapori a acesteia.

Rolul principal pentru înmagazinarea vaporilor de apă îl are al doilea strat al produsului vestimentar care poate reţine sau permite cedarea umidităţii în exterior. Dacă nu există schimb de aer, chiar la temperatura de 26 C şi umiditate relativă de 60-80% apar deficienţe de reglare termică.

Microclimatul corespunzător în jurul pielii poate fi menţinut numai în condiţiile în care materialul textil are capacitatea corespunzătoare de a reţine apa asigurând temperatura şi umiditatea necesară.

Deci o cerinţă importantă pentru stratul de înmagazinare a apei este şi aceea de a dispune şi de proprietăţi bune de sorbţie a umidităţii şi a vaporilor de apă.

Experienţele au arătat că cea mai bună comportare în ceea ce priveşte permeabilitatea la vapori o are amestecul de 70% lână şi de 30% vâscoză sau celofibră. Lâna absoarbe cea mai mare cantitate de umiditate şi în acelaşi timp se usucă relativ uşor în aer iar vâscoza împiedică fenomenele de împâslire şi contracţie şi într-o perioadă mai mare de timp este capabilă de a absorbi şi înmagazina o cantitate mai mare de apă decât lâna. Procesul de vaporizare cu difuzia acestora printre porii celui de-al doilea strat de îmbrăcăminte are loc concomitent cu procesul de trecere rapidă a vaporilor prin primul strat şi uscarea concomitentă a acestuia. Deci primul strat trebuie să permita un transfer rapid de umiditate.

Studiul permeabilităţii la vapori este important pentru aprecierea igienei îmbrăcămintei deoarece nu este posibilă aprecierea confortului fără să se aibă în vedere conţinutul de umiditate a stratului de aer de lângă piele.

Rezistenţa la trecerea vaporilor este influenţată de grosimea stratului, dependenţă ce este în strânsă concordanţă cu greutatea specifică a materiei prime, aceasta fiind reprezentată în următorul grafic:

Rv [ mm h m 2 /g ]

(1) - ţesături în care vol. fibrelor este de 20-25%

(2) - ţesături în care vol. fibrelor este de 30-40%

δ(mm

De asemenea rezistenţa la trecerea vaporilor variaza in functie de densitatea materiei prime sau volumul acesteia in material – reprezentat in urmatoarea figura:

Rv [ mm h m 2 /g ]

1. bumbac

2. vinilin

3. fibre de sticlă

4. lână

5. nailon

Volumul fibrelor %

Un rol important în ceea ce priveşte facilitatea trecerii vaporilor de la suprafaţa pielii superficiale îl joacă temperatura acesteia precum şi presiunea

vaporilor de aer. Un model de dependenţă al acestor parametri este reprezentat mai jos:

U=100% t=30 C- 36 C

presiunea vaporilor de aer (mm col Hg)

U (%)

10te=36 C

te =36 C40'- tc=30C

20

10 15 20 25

La alegerea materialelor pentru realizarea unui produs vestimentar trebuie să se ţină seama că prin piele se elimină o cantitate de umiditate de aproximativ 400ml /24 ore în cazul unei respiraţii insensibile, iar în cazul unei secreţii active determinată de o muncă grea, cantitatea de umiditate creşte între 3,5-5 litri/24 ore.

Calitatea produselor textile de a absorbi umiditatea emanată de corp, asociată cu capacitatea de izolare termică şi cu permeabilitatea la aer a acestora trebuie să contribuie la crearea în permanenţă a unei senzaţii de confort.

Hidrofilia reprezintă capacitatea unui corp de a absorbi apa şi ea poate fi influenţată de:

- termodinamica suprafeţelor de separaţie- interacţiunea moleculară- termodinamica şi fizica filmelor submicroscopice

Din punct de vedere al hidrofiliei materialul textil poate absorbi apa repede, încet sau deloc.

Materialul în general este o suprafaţă poroasă care are un conţinut mare de aer care în procesul de umezire este eliminat de către apă din capilarele micro sau macro ale acestuia.

Tensiunea superficiala dintre apă şi material depinde de structura firului, de sistemul capilar, de materialele componente ale firului, de capacitatea de umflare precum şi de prezenţa grupelor hidrofile.

Materialele folosite la confecţionarea produselor vestimentare destinate sezonului rece şi umed trebuie să fie higroscopice ceea ce presupune că într-o atmosferă umedă preiau umiditatea restituind-o atunci când mediul permite, adică conţine vapori în cantitate mai mică sau există curenţi care favorizează schimbul de umiditate.

O îmbrăcăminte obişnuită aşezată pe corp poate absorbi o cantitate de umiditate de până la 10% din masa sa, fenomenul fiind însoţit de creşterea volumului şi eliminarea de căldură. Diferă higroscopicitatea liberă a materialului de cea în cazul în care produsul se află în contact cu corpul. Experimentările arată că dacă o ţesătură de lână cu masa totală de 1000 g este atârnată într-un mediu cu umiditate relativă de 100% absoarbe o cantitate de umiditate de 240 g, în timp ce aşezată pe corp, ca urmare a suprapresiunii create prin mişcările acestuia şi a efectului de pompare cât şi a curenţilor de aer ce antrenează umiditatea, acelaşi material absoarbe doar 80-100g umiditate.

Atât higroscopicitatea cât şi hidrofilia sunt caracteristice care favorizează absorbţia, reţinerea cât şi transportul transpiraţiei.

Higroscopicitatea reprezintă unul din multitudinea de factori ce permite analiza variaţiei umidităţii în microclimat precum şi stabilizarea zonelor de apariţie a disconfortului în funcţie de starea de efort a omului.

Higroscopicitatea este un factor important care poate fi inclus în senzaţia de cald ori de răcoare. Dacă fibrele absorb umiditate ele devin mai calde eliberând suma căldurii rezultate la condensarea apei şi la sorbţia chimică.

Capacitatea materialelor textile de a reţine şi ceda umiditate are o importanţă covârşitoare asupra indicatorilor proprietăţilor fizico-mecanice şi determină destinaţia lor.

Proprietăţile importante în acest sens sunt umiditatea tipică sau reală, cedarea umidităţii şi higroscopicitatea.

Umiditatea reală indică care parte a materialului reprezintă masa umidităţii în urma menţinerii sale într-un mediu cu umiditate relativă a aerului.

Cedarea umidităţii caracterizează capacitatea materialelor textile de a ceda umiditatea într-un mediu cu umiditate relativă de 0%.

Higroscopicitatea reprezintă capacitatea materialului de a reţine umiditatea la umiditatea relativă a aerului de 100%

Actiunea transpiratiei asupra materialelor

Produsele transpiratiei contin 98% apa si doar 2% particule solide.Transpiratia prin compozitia sa poate crea senzatii neplacute la nivelul pielii si poate contribui prin concentratia substantelor (aciditatea sau alcalinitatea) si actiunea bacteriilor rezultate, la distrugerea materiilor prime si la modificari esentiale privind valoare de prezentare (impaslire,modificarea nuantei,modificarea desimii,alungirii,contractiei).

Experimentele au aratat ca produsele din P.N.A. au miros de transpiratie mult mai pronuntat decat cele de bumbac sau lana.Aceasta concluzie a reiesit pentru purtatorii cu o puternica secretie a transpiratiei si piele grasa.Nu s-a putut stabili o relatie intre formarea mirosului transpiratiei si caracteristicile de absorbtie a umiditatii la materialele textile.

Finisarea produselor textile cu o substanta seducatoare a mirosului (Grillocin) a avut ca efect reducerea mirosului transpiratiei.

Problema realizarii produselor vestimentare care sa permita eliminarea transpiratiei,dar in acelasi timp sa nu permita patrunderea umiditatii din exterior,este primordiala. Prin intermediul produselor vestimentare este impiedicat contactul suprafetei corpului cu uleiuri si grasimi care sensibilizand anumite organe tactile sesizeaza starea de confort.

In funcţie de destinaţie particulară, materialele textile trebuie să aibă un grad înalt de flexibilitate, rezistenţă mecanică bună, să fie durabile, estetice în funcţie de aspectul suprafeţei şi tuşeu şi în cazul îmbrăcămintei şi al încălţămintei să fie confortabile la purtare. Toate aceste atribute sunt puternic influenţate de interacţiunea cu umiditatea în condiţii de mediu schimbătoare. Mulţi parametri ai umidităţii contribuie la performanţa ţesăturii şi la perfecţia confortului, câteva din cele mai importante fiind:

- capacitatea de absorbţie a umidităţii şi temperaturi şi umidităţi relevante- abilităţi de fitil- îmbibarea cu umiditate lichidă- percepţia umezelii- rata de creare a vaporilor cu apă- rata de transport a lichidului- generarea de căldură în timpul sorbţiei

Din nefericire contribuţia umidităţii în proces, finisarea şi performanţa textilelor nu a fost suficient recunoscută frecvent. Sorbţia este un proces dinamic şi conceptul real despre condiţia de echilibru pentru umiditatea în textile, în particular la temperaturi ridicate, este o prezumţie. O înţelegere mai bună a „piramidei magice" de relaţii între timp, temperatură, umiditate şi forţa mecanică conduce spre o mai bună şi eficientă finisare a ţesăturii şi stabilizare a îmbrăcămintei în industria de confecţii.

Modul de asociere al moleculelor de apă cu substratul textil trebuie să fie constant considerat. Chiar un proces obişnuit ca vopsirea poate modifica proprietăţii moleculelor sorbite de apă la fel de bine ca şi conţinut actual de umiditate.

Principiile importante ale sorbţiei şi transportului umidităţii pot fi utilizate pentru descoperirea de textile pentru noi folosinţe şi cu caracter de performanţe superioare, în particular pe pieţele cu dezvoltare, extindere rapidă ca îmbrăcămintea de timp liber, de sport şi îmbrăcămintea de performanţă.

Tehnologia de control a climatului este de fapt acum incorporată în designul textilelor de înaltă performanţă, corespunzătoare mediilor şi activităţilor speciale şi aprecierea completă a impactului umidităţii asupra proprietăţilor şi performanţei în fabricare şi utilizare va asigura în acelaşi timp evoluţia continuă de inovare de produse cât şi optimizarea tehnologiilor prezente.

Materialele „anti-duş" au fost iniţial ţesătură simplă strâmtă etanşă. Ele se bazau pe umflarea fibrelor constituente în spaţiile interfibrilare şi astfel se prevenea trecerea umidităţii lichide, dar acest mecanism necesită un grad oarecare de penetrare a lichidului şi se întrerupe la expunere continuă. Mai mult, aşa cum apa este un conducător eficient de căldură, este important să excludem umiditatea pentru a conserva capacitatea de izolaţie. Izolaţia termică este sporită dacă o barieră împotriva vântului dar „respirabilă" este încorporată în material alături de

un strat de suprafaţă hidrofob pentru uscăciune şi o faţă exterioară durabilă respectiv la apă, de protecţie împotriva umidităţii externe. Ingineria materialelor compozite a condus la ţesături moderne, ca Goretex, încorporând un strat de politetrafluoretilen expandat cu mai mult de l bilion pori/cm2. Aceste găuri sunt mult prea mici pentru a trece apa-picături dar considerabil mai mari în secţiune transversală decât o moleculă de apă. Ţesăturile devin impermeabile dar „respirabile".

Există multe faţete ale legăturii între perceperea confortului şi rolul umidităţii. Confortul poate fi definit ca o senzaţie de bine resimţită de o persoană

a cărui corp este în armonie cu mediul imediat înconjurător. In termeni mai prozaici corpul nu se simte disconfortabil. Aprecierea confortului poate fi realizată numai prin descriptorii disconfortului.

Proprietăţile de sorbţie ale textilelor afectează atât confortul termofiziologic cât şi cel senzorial.

Scopul îmbrăcămintei este de a conserva microclimatul sau cel puţin cea mai înceată rată de modificare în pătura de aer ce înconjoară corpul în sprijinul mecanismului său de reglare a căldurii. Din cauză că utilizarea îmbrăcămintei acoperă un întreg ansamblu de condiţii de mediu, activităţi umane şi tipuri de articole de îmbrăcăminte nu există caracteristică specifică de sorbţie care să fie cea mai recomandată pentru îmbrăcămintea confortabilă.

Căldura generată în timpul absorbţiei furnizează un tampon împotriva modificărilor de temperatură bruşte, în atmosfera umedă o cădere de temperatură cauzează o creştere a umidităţii relative cu absorbţia ulterioară şi evoluţia căldurii care parţial contracarează căderea temperaturii. Reversul se aplică după creşterea bruscă a temperaturii. Această acţiune de tampon demonstrează rolul articolelor de îmbrăcăminte ca o barieră izolatoare împotriva fluctuaţiilor în temperatură şi este sporită de capacitatea înaltă de sorbţie a fibrelor higroscopice. Confortul senzorial reflectă interacţiunile cu pielea şi în general sloganul „uscat te simţi mai bine" se menţine adevărat.

Umiditatea este generată continuu de piele ca „perspiraţie insensibilis" şi perioada ca transpiraţia lichidă urmărindu-se o creştere în temperatura sângelui.

Este esenţial ca îmbrăcămintea să fie respirabilă astfel încât transferul umidităţii în afara corpului să se facă fără condensarea în ţesătură, astfel o creştere a senzaţiei calde lipicioase şi disconfortul senzorial asociat.

Ratele de transpiraţie descresc dacă este purtată îmbrăcămintea cu absorbţie a umidităţii înaltă. Suprafeţele hidrofobe au o atracţie joasă pentru umiditatea lichidă dar nu e necesar o respingere, transpiraţia lichidă poate trece prin ţesăturile hidrofobe şi o mai joasă reţinere a umidităţii conduce la o senzaţie de uscat. Eficacitatea transportului umidităţii prin ţesătură este sporită dacă perspiraţia este transferată activ de la o piele prin intermediul unui strat exterior hidrofil ce atrage umiditatea. O dată ajunsă acolo transpiraţia lichidă se extinde regulat peste fibrele hidrofile rezultând o mai mare suprafaţă ceea ce conduce la o evaporare mai

rapidă. Faţa interioară este numită partea conductivă iar cea exterioară sorbitivă. Ţesăturile cu energii de suprafeţe diferite între cele două feţe şi cu faţa hidrofilă purtată alături de piele, s-au arătat a fi mai confortabile pentru activităţile stresante.

In orice caz cum atât de mulţi factori contribuie la perceperea disconfortului, proprietăţile optime de sorbţie ale ţesăturilor depind de condiţiile particulare întâlnite şi activităţile încercate. Multe forme de ţesături dublu strat au fost proiectate pe principiul energiilor diferite de suprafaţă; acţiunea depinde de diferenţa între hidrofiliile dintre cele 2 feţe respectiv între materialele textile.

Rezultate bune au fost obţinute folosind un amestec de bumbac şi fibre sintetice în stratul exterior, bumbacul hidrofil atrage umiditatea dar evaporarea este mai eficientă pentru sintetice. O descoperire mult mai recentă este de a trata o ţesătură omogenă pentru a face una din feţe mai hidrofile decât cealaltă. O diferenţă în hidrofilie de 10:1 asigură transportul eficient de umiditate şi o relaţie joasă a transportului în ţesătură. Un avantaj ulterior este acela că pentru purtarea activă, tratamentele pot fi aplicate la ţesături cu greutăţi mai mici decât ţesătura dublu-strat realizată din 2 materiale diferite.

Fibre absorbante şi nonabsorbante

Se convine să se clasifice fibrele textile în absorbante şi nonabsorbante în

legătură cu umiditatea. In general materialele sintetice au afinitate joasă pentru vaporii de apă în timp ce fibrele naturale şi de celuloză regenerată sunt higroscopice.

Oricum distincţia nu este foarte categorică, în particular în legătură cu fibrele sintetice modificate pentru a include grupe hidrofile cu o afinitate înaltă pentru vaporii de apă.

Sorbţia umidităţii în fibrele textile este denumită absorbţie datorită atracţiei între moleculele de apă şi locurile sorbitive interne, în plus umiditatea lichidă este primită de materialele textile ca apă de îmbibare în interspaţiile dintre fibre; chiar materialele nonabsorbante reţin umiditate în forma ţesăturii.

Imbibarea este controlată de caracteristicile de suprafaţă ale fibrei constituente; suprafeţele hidrofile, de exemplu: fibrele de bumbac cu o energie de suprafaţă înaltă au o atracţie mai mare pentru umiditatea lichidă decât fibrele hidrofobe ca polipropilena. Fibrele higroscopice cu suprafeţe hidrofile ca fibrele de lână, au o afinitate înaltă pentru vaporii de apă dar atracţie mică pentru picătura de apă lichidă.

Absorbţia umidităţii în fibrele textile este văzută atât ca un avantaj cât şi ca un dezavantaj în practică. Fibrele sintetice nonabsorbante au rezistenţă înaltă, durabilitate, stabilitatea dimensiunilor şi a proprietăţilor de spălare şi purtare. Ţesăturile compuse din fibre higroscopice suferă modificări dimensionale nedorite la expunere la umiditate înaltă. Chiar fibrele de nylon cu un câştig comparativ mai jos de umiditate, arată modificări substanţiale în lungime. Multe fibre pierd de asemenea în rezistenţă atunci când sunt ude. Bumbacul este o excepţie de la această regulă şi poate prezenta creşteri de rezistenţă ca urmare a distribuţiei sarcinilor moleculare mai uniform. Fibrele higroscopice sunt de asemenea mult

mai predispuse la atacul microbiologic şi degradarea chimică la temperaturi ridicate. Pe de altă parte prezenţa umidităţii măreşte capacitatea de vopsire, inhibă crearea electricităţii statice şi în general micşorează tendinţa de murdărire, pilling şi reţinerea mirosurilor neplăcute. Umiditatea facilitează temperatura şi presiunea aburilor ce ajută la finisarea ţesăturilor higroscopice. Paradoxal literatura brevetată abundă cu descrieri atât ale metodelor de reducere a umidităţii fibrelor absorbante cât şi pentru umiditatea adiţională a textilelor

nonabsorbante prin înţeles fizic, reacţia chimică sau încorporarea părţilor hidrofile.

O descoperire mult mai recentă este producerea fibrelor sintetice cu găuri interne pentru acumularea apei lichide rezultând îndeplinirea principiului de menţinere a proprietăţilor materialului original în timpul introducerii proprietăţilor dorite adiţionale asociate cu umiditatea cum ar fi vopsirea. Desigur că efectele umidităţii nu pot fi definite simplu în timp ce factori ca rata de sorbţie, distribuţia între fibre, temperatura şi timpul de expunere, toate contribuie la performanţa textilelor.

Variaţiile în proprietăţi sunt rar o funcţie liniară în conţinutul de umiditate. Consideraţiile trebuie făcute pentru starea de umiditate sorbită care necesită o înţelegere a mecanismului de sorbţie şi forma asocierii cu fibrele.

Proprietăţi de absorbţie-desorbţie ale fibrelor

Conţinutul de umiditate a 4 materiale textile (bumbac, lână, acrilic şi Dunova) la umidităţi relative variate şi temperaturi constante este prezentat în figură:

20%

10%

40%_

conţinut

20 40 60 80 100

umiditate relativă[%]

Ţesătura A - merinos lână Ţesătura B - bumbac

Ţesătura C - pan Ţesătura D - Dunova

Fibrele naturale, lana si bumbacul au un continut de umiditate mai inalt decat pan pentru intreaga plaja de valori ale umiditatii.Dunova, realizat din fibre de acrilic poroase, initial acumuleaza umiditate dar da dovada de o oscilatie ducand la atingerea la saturatia continutului de umiditate comparativ cu cazul firelor naturale

Capacitatea de ventilare

Proprietatea materialelor destinate produselor vestimentare de a permite trecerea aerului prin ele poartă denumirea de permeabilitate la aer.

Această proprietate este în strânsă legătură cu izolaţia termică fiind un factor negativ din acest punct de vedre deoarece o creştere a acesteia duce la scăderea rezistenţei termice a sistemului de confecţii.

Un rol important pentru stabilirea limitelor permeabilităţii la aer în funcţie de destinaţia produsului îl are nu numai mişcarea individului care măreşte capacitatea de tiraj în anumite direcţii ale aerului ci şi forma geometrică a produsului.

Permeabilitatea la aer are un rol important în eliminarea bioxidului de carbon şi de preluare de oxigen de către organism. O cantitate de bioxid de carbon în exces la suprafaţa pielii duce la o senzaţie de frig chiar dacă microclimatul se află în zona confortului. Cu ajutorul mişcării aerului între straturile îmbrăcămintei trebuie să fie absorbită prin porii acesteia cantitatea de oxigen necesară respiraţiei prin piele.

Nu trebuie să se neglijeze rolul permeabilităţii la aer în ceea ce priveşte antrenarea şi eliminarea vaporilor de apă formaţi de obicei la transpiraţie intensă, reprezentând un parametru de confort ce se analizeaza corespunzător destinaţiei ansamblului.

De asemenea mişcările de respiraţie, mişcările braţelor şi picioarelor generează un schimb de aer prin deschizăturile îmbrăcămintei eliminându-se o bună parte a transpiraţiei prin „efectul de pompare".

Se impune stabilirea legăturii între permeabilitatea la aer, viteza de mişcare a aerului şi izolaţia termică. Este foarte important ca aerul să ajungă uşor la piele în timpul verii pentru răcirea corpului dar în acelaşi timp este periculos în timpul iernii.

Indepărtarea umidităţii de pe suprafaţa pielii este unul din factorii cei mai importanţi de confort. In unele cazuri când se impune siguranţa în medii cu gaze toxice se recomandă materiale la care permeabilitatea la gaze este un factor nedorit ce influenţează negativ confortul.

Mărimea moleculelor de gaze şi mărimea porilor din materiale sunt factorii care influenţează foarte mult viteza de trecere a gazelor prin materiale.

Mărimile porilor în interiorul materialelor textile sunt variabile şi depind de proprietăţile fibrelor, firelor şi suprafeţelor textile ca de exemplu: uniformitatea, torsiunea, volumul, densitatea firelor, fineţea şi ondulaţia fibrelor.

După Zuelner cantitatea de oxigen absorbită de piele din aer prin ansamblul

T O

vestimentar în timp de 60 de minute este de maximum 0,7 cm³ /100 c m2

de suprafaţă.

Măsurătorile lui Serlach au arătat că pielea la 20°C în decurs de 24 de ore absoarbe o cantitate de l ,9 litri de oxigen.

Pentru aprecierea limitelor corecte ale permeabilităţii la aer a materialelor şi produselor confecţionate, analiza acesteia trebuie să se realizeze în condiţii foarte apropriate de cele din timpul purtării, ţinându-se seama de presiunea exercitată de corp în timpul mişcării asupra sistemului de confecţii.

Permeabilitatea la aer a materialului la diferenţa de presiune Δp se calculează cu relaţia: PaΔp = V /( t A)

unde V = volumul de aer care trece prin material în timpul t;

A = suprafaţa materialului prin care trece aerul.

Cercetările au arătat că valoarea maximă a permeabilităţii la aer funcţie de diferenţa de presiune atrage valoarea Pa=400 (Δp)1/2

Materialele destinate produselor vestimentare trebuie să aibă o porozitate ce permite o trecere a aerului egală cu cantitatea de aer ce traversează porii pielii. Această cantitate de aer se calculează cu relaţia:

G = -(4/3)*Fp*d*[g/(2RLT)]½*( dP / dlp)

G - cantitaea de aer ce tranversează porii;

Fp - suprafaţa liberă a secţiunii porilor;

d - diametrul porilor;

g - acceleraţia gravitaţională

RL - constanta gazelor pentru aer.

dP / dlp - raportul presiunii aerului la lungimea porilor. Semnul minus arată că

difuzia se face în sensul în care cantitatea de aer scade.

In anotimpurile friguroase permeabilitatea la aer a produselor vestimentare trebuie să aibă valori mici deoarece nu este necesar un schimb intens de aer între organism şi mediul înconjurător. Totuşi valoarea acestei permeabilităţi nu trebuie să scadă sub valoarea admisă, deoarece lipsa unui schimb de aer complet sau aproape complet între organism şi mediul exterior creează un mediu toxic la suprafaţa pielii.

Permeabilitatea la aer a materialelor este influenţată de următorii parametri: umiditate, grosime, caracteristici şi număr de straturi.

Experienţele au arătat că permeabilitatea la aer a materialelor scade odată cu creşterea umidităţii materialului; se remarcă o reducere maximă la umiditatea acestora de 80% şi diferenţa de presiune de 5mm coloană de Hg.

Dependenţa dintre permeabilitatea la aer a materialelor şi grosime se analizează în concordanţă cu greutatea specifică a materialelor. Cu cât creşte greutatea specifică cu atât scăderea permeabilităţii la aer pentru aceeaşi grosime este mai evidentă.

Valoarea permeabilităţii la aer pentru un sistem de îmbrăcăminte este influenţată de permeabilităţile la aer ale materialelor componente ale straturilor.

Permeabilitatea la aer a straturilor ansamblului vestimentar se poate aprecia prin rezistenţa la trecerea aerului stabilită de formula:

Rp =δ / i ( m2 h mm / kg )

δ - grosimea stratului de material (mm)

i - coeficientul permeabilităţii la aer a materialului (kg / m2 h)

Un factor important care caracterizează îmbrăcămintea în termenii echilibrului de căldură este efectul mişcării corporale asupra circulaţiei aerului în cadrul îmbrăcămintei şi modificarea straturilor de aer exterior.

Ca urmare a intensificării mişcărilor însoţite de schimbarea aerului exterior şi efectelor de tiraj cu efect asupra permeabilităţii la aer, se modifică relaţia dintre izolaţia termică exprimată în „CLO" şi metabolism. Pe baza experimentărilor s-a constatat că la valoarea metabolismului de 50 kcal / m2 h izolaţia termică este de

f*

2,8-3 CLO, în timp ce la 200 kcal / m h izolaţia termică este de 1,3-5 CLO.

Organismul uman are posibilităţi limitate de autoreglare a temperaturii iar menţinerea acesteia în limite constante este condiţia esenţială de sanogeneză. Astfel îmbrăcămintei îi revine rolul de susţinere, suplimentare şi de menajare a mecanismelor de termoreglare proprii organismului uman şi deci trebuie să îndeplinească funcţii similare pielii.

Cele trei funcţii termofiziologice, capacitatea de izolare termică, capacitatea de absorbţie, transfer a umidităţii şi capacitatea de ventilaţie sunt impuse de necesitatea de transferării simultane a celor trei producţii metabolice, căldura, umiditatea şi dioxidul de carbon, eliminate la nivelul tegumentar de către organismul uman.

Capacitatea de izolare termică

Fenomenele de schimb de căldură şi masă posibile prin, în şi la suprafaţa îmbrăcămintei sunt puse în evidenţă prin următoarea reprezentare schematică a corpului îmbrăcat cu un ansamblu vestimentar.

Sistem corp – îmbrăcăminte – mediu => efect horn

Producţiile metabolice sunt exprimate prin fluxuri unitare astfel: qa - flux unitar de aer; qv - flux unitar de umiditate; qt - flux unitar de căldură.

Acestea sunt continue şi variabile în funcţie de condiţia de stare a organismului.

Indicatorii capacităţii de izolare termică pot avea caracter unitar sau global după cum permit evaluarea acestei funcţii pe straturi individuale sau pe

întreg ansamblul vestimentar. Aceştia au semnificaţia de indicator negativ sau pozitiv după cum caracterizează acţiunea de transfer termic sau dimpotrivă opoziţia îmbrăcămintei la acest transfer.

Coeficientul de conductivitate termică (λ) sau coeficientul total de transfer termic (K) reprezintă indicatori negativi de evaluare unitară sau globală.

Căldura specifică (c) şi rezistenţa termică (Rt) sunt indicatori pozitivi iar rezistenţa termică poate fi şi indicator global.

Pe plan internaţional s-au propus pentru rezistenţa termică următoarele unităţi de măsură:

CLO (clothing unit); 1CLO = 0,175m2 h °C/kcal, reprezintă rezistenţa termică a unui ansamblu vestimentar care în mediu cu aer calm (v<0, l m/s) cu temperatura tc=21 ° şi umiditatea relativă normală ( p = 65 ±5% ) induce senzaţie de confort termic unui adult sănătos aflat în stare de repaus.

TΩ ( ohm termic ) se pretează la evaluarea capacităţii de izolare termică a îmbrăcămintei pentru condiţii sever de reci; l TΩ = 6,45CLO.

„tog" - se pretează la evaluarea capacităţii de izolare termică a îmbrăcămintei pentru condiţii excesiv de calde, Itog = 0,645CLO.

Aceste unităţi de măsură se raportează la o anumită grosime a ansamblului vestimentar, de exemplu CLO corespunde la o grosime de 6,2 mm.

Prin îmbrăcăminte căldura se degajă prin conductivitate termică, deci este vorba despre o conducţie interioară iar în cazul unui schimb de căldură de frontieră este vorba de o conducţie exterioară a căldurii, iar în straturile de aer din exteriorul îmbrăcămintei transportul de căldură se face prin convecţie şi radiaţie.

Schema generală de trecere a căldurii printr-un singur strat al produsului vestimentar este prezentată în următoarea figură:

Temperaturile aerului de o parte şi de alta a materialului sunt diferite: t;>te. Linia temperaturii arată că scăderea temperaturii în timpul procesului de transfer al căldurii prin stratul de material, străbate nu numai grosimea absolută a stratului de material dar şi suprafaţa acestuia.

Deci rezistenţa de trecere a căldurii printr-un strat de material se compune din trei părţi:

1. rezistenţa de trecere a căldurii de la stratul de aer interior lasuprafaţa interioară a materialului care se numeşte rezistenţa termoreceptivăpentru gradientul de temperatură tj-r; (RT)

2. rezistenţa de trecere a căldurii prin grosimea stratului dematerial, care se numeşte rezistenţă termică a stratului (R) pentru gradientulde temperatură rr--re.

3. rezistenţa de transport a căldurii din jurul suprafeţei stratului dematerial în jurul stratului de aer care se numeşte rezistenţa de trecere termică(Rs) pentru gradientul de temperatură re-te.

Astfel, rezistenţa generală a stratului de material se poate exprima cu relaţia:

Rg=RT+R+Rs=(l/ αi )+(d/ λ)+(l/ α ) unde:

αi; - coeficient de termopercepere ( kcal / m2 h° c );

α - coeficient de trecere a căldurii în exterior ( kcal / m2 h° c );

d - grosimea stratului de material ( mm );

λ - coeficientul de conductivitate termică a materialului ( kcal / m h° c );

Rg - rezistenţa generală de trecere a căldurii exprimată ( m2 h° c / kcal ).

Rezistenţa termică R condiţionează proprietăţile fiecărui tip de produs vestimentar şi constituie cea mai importantă caracteristică a capacităţii termoizolatoare a acestuia referindu-se la trecerea căldurii de la suprafaţa pielii în exterior.

R se calculează cu relaţia:R=d/ λ

d- grosimea stratului de material;

λ - coeficient de conductibilitate termică.

La proiectarea îmbrăcămintei termoizolatoare din materiale textile se porneşte de la faptul că proprietăţile termoizolante depind de cantitatea de aer pe care o conţin acestea, de numărul de straturi de aer din ansamblu precum şi de modul de dispunere a acestora în sistemul de confecţii cu diferite forme geometrice ale detaliilor.

BIBLIOGRAFIE

1.  Hoblea Z. - Structuri textile - Editura „Gh. Asachi" Iaşi  19992.      Mitu S. - Confortul şi funcţiile produselor vestimentare - Editura

„Gh. Asachi", Iaşi 1993.3.      Mitu S. , Haulica I. - Elemente de fiziologie umană şi confort

vestimentar - Curs Rotaprint, Iaşi 19814.      Mitu S. şi col. - Elemente de fiziologie umană şi confort vestimentar,

îndrumar de lucrări practice, Rotaprint, Iaşi 1984.5. Mitu S. , Mitu M. – Bazele tehnologiei confecţiilor textile – Tipografia

Universităţii Tehnice ‚,Gh. Asachi” Iaşi 1996 – vol.1 şi 26.      Textile Research Journal