CC BY
15
трацiй кислоти е найменшими серед ycix речовин, вибраних для активаци шпону. Адже вщомо, що чим менший кут змочування поверхш, тим краще рщина розтiкаеться по нiй, а отже, можна говорити про збшьшення адгезшно! мiцностi. Значення мiцностi на сколювання для оцтово! кислоти е найбшь-шим серед усiх дослiджуваних речовин (оск = 3,41 МПа).
Висновки та рекомендации Оброблення шпону кожною i3 вибраних для проведення експерименту речовин дае позитивш результати. В уЫх випадках така активацiя дае змогу отримати фанеру шдвищено! мщносл.
Найефективнiшим засобом обробки поверхнi шпону перед склеюван-ням можна вважати застосування дистильовано! та гарячо! води. Показники мщност фанери, виготовлено! iз шпону, обробленого дистильованою чи га-рячою водою, е достатньо високими i мало в чому поступаються кислотi чи лугу. Враховуючи той факт, що вода не становить жодно! небезпеки для здоров'я людини, то працювати з нею буде набагато простше i безпечнiше.
Лгтература
1. Бехта П.А. Технология виробництва фанери: Навч. пос. - К.: 1ЗМН, 1996. - 280 с.
2. Бызов П.В. Механическая обработка древесных подложек с целью улучшения их адгезионных свойств: Дис.. .канд. техн. наук: 06.21.05. - М., 1992. - 234 с.
3. Игнатова Н.И. Обработка древесины с целью повышения адгезии полиэфирных покритий: Дис.канд. техн. наук: 05.21.05. - М., 1992. - 234 с.
4. Шумилин В.А., Баранов Ю.Д., Савицкий В.Н. Способ модификации древесины// Плиты и фанера. - 1985, № 11. - С. 19.
5. Sadou Takeshi. Обработка древесины полиетиленгликолем// Плиты и фанера. - 1984, № 1. - С. 22.
6. Шутов Г.М., Эрдман М.Э., Капуста П.П. Состав для модифицирования древесины// Плиты и фанера. - 1984, № 5. - С. 21.
7. Сано Иосио. Способ обработки древесины// Плиты и фанера. - 1983, № 4. - С. 20.
8. Жилаева В.А. Способ обработки древесины// Плиты и фанера. - 1988, № 12. - С. 17
УДК685.31: 613.48 Доц. Ю.1. Фордзюн, канд. тех. наук; доц. Б.Я. Хом'як, канд. фiз.-мат. наук - Мукачiвський технологiчний тститут
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ ВОЛОГИ НА Г1Г1еН1ЧН1 ТА ТЕПЛОЗАХИСН1 ВЛАСТИВОСТ1 НАТУРАЛЬНИХ МАТЕР1АЛ1В
Представлеш результати дослщжень впливу вологи на натуральш матерiали: деревину, кору дерева, коркове дерево, хутро, вату пгроскотчну, сирець шюри та ш. Визначено пгроскотчшсть, вологовщдачу, намочувашсть i 1х вплив на теплопровщ-шсть цих матер1ал1в.
Ключов1 слова: волопсть, пгроскотчшсть, вологовщдача, теплопровщшсть.
Assoc. prof. Yu.I. Fordziun, candidate of technical science; assoc. prof. B. Ya. Khomyak - Mukachevo Technological Institute
The research of the moisture influence on the hygienic and thermal defense
properties of the natural materials
The results of the influence of a moisture on the natural materials: wood, tree bark, cork tree, fur, absorbent cotton, skin are presented in the article. Hydroscopic property, moisture efficiency, getting wet and their influence on thermal conduction of these materials are determined.
Keywords: moisture, hydroscopic property, moisture efficiency, thermal conduction.
Нашi предки з давньою ГсторГею, як народ осщлий та хлiборобський, тривалий час терпши вiд нападiв кочових племен, однак, з шшого боку, рятуючись вщ бiди, це сприяло розвитку 1хньо1 цившзаци, побуту та рiзних ремесел. Багата природа i родюча земля нашого регiону створювали сприят-ливi умови для виживання людей. Для виготовлення житла, одягу, взуття люди використовували найрiзноматнiшi матерiали, зазвичай ri, що були доступ-ними - були "шд руками" [1]. Як сировину для цих цшей украшщ майже до ХХ ст. використовували рослинне волокно, вовну, шкури тварин (з хутром i без нього), у незначнш кiлькостi - стебла, лозу, кору рослин та iншi матерь али. Особливе мюце серед них займали рiзнi види деревини.
Давш украшщ з особливою любов'ю та пошаною вiдносились до сере-довища свого iснування. Нашi предки глибоко усвiдомлювали, що 1хнш доб-робут i майбутне значною мiрою залежать вiд достатку природних ресурЫв. Саме тому вони дбайливо та економно i з поклоншням ставилися до 1х вико-ристання.
Вщносно широкий дiапазон змiни погодних умов (спека-холод, сшг-дощ) протягом року у нашому регiонi зумовлювали необхщшсть заготiвель i заощадження. Традицiйно деревина служила для захисту житла вгд стихи, холоду, його обiгрiву та для приготування mi. Особливе значення для забезпе-чення виживання людини у цих умовах належало одягу та взуттю.
У негоду одяг та взуття в житт людини виконують цiлий ряд функцш, найважливiшою з яких е захист вщ несприятливих факторiв зовнiшнього се-редовища: понижено! чи високо1 температури, води, виру, дощу, снiгу, над-мiрного сонячного випромiнювання. Наприклад, взуття у ходi експлуатаци захищае стопу людини вщ води, пилу, бруду, мiкроорганiзмiв та механiчного впливу середовища. Воно також повинно бути зручним i забезпечувати пев-ний мжрокшмат навколо стопи людини, адже форма тша та саме взуття сприяють накопиченню поту, а це зумовлюе певний дискомфорт.
Фiзiологiчнi дослщження показують, що комфортне самопочуття людини при ращонально пiдiбраних одязi та взутп, в умовах вiдносного спокою людини, спостерГгаеться при температурi повпря 18-20°С, вiдноснiй вологос-тi повггря та вмГсту вуглекислого газу не бшьше 0,8 %о. ЦГ обставини
обумовлюють вимоги i до житлових примГщень. Для оголено! людини температура комфортностГ дещо вища - 28°С. МежГ комфортностГ для рГзних людей можуть бути рГзними, що залежить вщ ГндивГдуальних особливостей ор-ганГзму. Вони також залежить вщ добового циклу, прийому 1жГ, вГку людини, фГзичного навантаження, погодних умов, умов пращ тощо.
ВГддача тепла органГзмом людини здшснюеться двома шляхами: вип-ромшюванням в ГнфрачервонГй областГ спектру та випаровуванням поту з по-верхш шкГри. ВластивГсть людського органГзму шдтримувати тепловий баланс забезпечуеться завдяки вирГвнюванню кГлькостГ тепла, яку виробляе ор-ганГзм з теплом яке вщдае тГло людини. Тому для тдтримки постшно1 температура тша людини, наприклад ii нГг, втрати тепла крГзь взуття в процесГ експлуатаци повиннГ бути постГйними. Щ передумови визначають комфорт як стопи людини, так i органГзму загалом щодо зовнГшнГх умов.
3. Технолопя та устаткування деревообробних пiдприeмств
203
Власне штерес представляе вивчення гтешчних властивостей нату-ральних матерiалiв, якi людина використовувала протягом iсторiï для виготов-лення житла, одягу, взуття. Найдревшшим матерiалом для цих цiлей вважа-ються шматки необроблених шкур тварин. Наприклад взуття вирiзали з дерева, шили з тканин, валяли з вовни i плели з очерету, в хщ йшли кора, солома...
Аналiз еволюцiï натурального господарства показуе, що як основш, так i допомiжнi матерiали для житла, одягу та взуття використовувались винятково натуральш матерiали [2]. Для дослщжень надалi ми пiдiбрали такi матерiали природного походження:
• сирець шк\ри -шкра, що пройшла оиеращю дубления, без операцш оздоб-
лення;
• коркове дерево - кора португальського дуба, монолггний фрагмент;
• вата гигроскопична - бавовна,
• хутро овече - вовна;
• деревина - бук висушений у звичайних умовах;
• кора - липа висушена у звичайних умовах;
• шовк натуральний - "кокон" лялечки гусет;
• пакля - продукт первинноï' переробки луб'яного волокна;
• проба осиного гтзда - пдроф^ний матерiал рослинного походження.
Особливiстю дослщжуваних матерiалiв е те, що вони не шддаш додат-ковiй обробщ, а тому е iдеально пдрофшьними.
Фiзiологiя людини показуе, що при шдвищених температурах, коли вiдбуваеться штенсивне потовидiлення, вологiсть в серединi житла, одягу, взуття може досягати 100 %. У цих умовах оргашзм не в змозi забезпечувати терморегулящю потовидшенням, оскiльки випаровування рiдини з поверхш може вiдбуватися при вологост повiтря меншiй, нiж 100 %. Це може приз-вести до перерву або до переохолодження, залежно вщ температурних умов зовнiшнього середовища.
Людина видiляе пiт рефлекторно з потових залоз, концентрацiя яких, наприклад, на ступш людини е найбшьшою. Пiт, що видiляеться, е парокра-пельний, i складаеться на 98 % з води та 2 % щшьного залишку - оргашчних i неорганiчних речовин. Встановлено, що стопа людини без фiзичних наванта-жень за годину видiляе 2^3 г поту, при випаровуваннi 1 г якого оргашзм втрачае 0,58 ккал тепла [3]. Однак при цьому збшьшуеться вологiсть матерь алiв, якi безпосередньо контактують iз стопою, що, своею чергою, призво-дить до змши теплозахисних властивостей взуттевих матерiалiв i, вiдповiдно, сприяе змт умов комфорту через теплообмiн стопи [4].
Ситуащя ускладнюеться тим, що природно стопа людини мае дещо нижчу температуру 21^26°С. Для людського оргашзму тепловi вiдчуття сприймаються рецепторами. Холодових рецепторiв у людини набагато бшьше (250000) порiвняно з тепловими (39000). Однак шюра кшщвок (руки, ноги) менш чутлив^ нiж шкiра решти тiла. К^м цього, людський органiзм зда-тен "звикати" до середовища, характеристики якого знаходяться за межею комфортностi. Як наслщок, органiзм людини може переохолоджуватися або "пере^ватися".
З цiеï причини щкаво дослiдити основнi показники, що характеризуют властивостi матерiалiв, що пов'язаш з поглинанням пари та води, як виз-
начають умови комфортностi. Це гшроскотчшстъ, яка характеризуе здат-нiсть матерiалу сорбувати пару води, вологов1ддача - здатшсть вщдавати поглинуту пару води, промокл1стъ - здатшсть вбирати воду при безпосе-редньому контакт матерiалу з водою зовшшнього середовища [2-4].
Дослщження здiйснювались за стандартними методиками для вщбра-них вище матерiалiв. Отриманi результати позволять оцiнити гтетчт влас-тивостi вiдповiдних волокон (колаген, целюлоза, кератин, фiброlн). Результати дослщжень представленi в табл. 1.
т 1 Г»« • • • • • •
Табл. 1. Гтешчш властивост натуральних матераив
Матер1ал, який досл1джуемо Пгроскошчшсть, % Вологоввддача, % Намокаемшть (2 год.), %
Натуральна шк1ра (колаген) 22 18 60
Коркове дерево (целюлоза) 14 8 45
Бавовна (целюлоза) 18 14 250
Хутро (кератин) 20 16 300
Деревина (целюлоза) 14 14 35
Кора дерева (целюлоза) 18 21 80
Натуральний шовк (ф1брош) 24 13 85
Луб'яне волокно (целюлоза) 26 16 160
Модифшована целюлоза 18 11 50
Встановлено, що найбшьшу пгроскошчшсть проявляють луб'яне волокно, шовк та натуральна шюра. Водночас, цi матерiали мають помiрну намо-клiсть. Вологовiддача найкраща в кори дерева, натурально! шюри, луб'яного волокна. Найменшу намоклiсть мають деревина, натуральна шюра. Дослщжен-ня тдтвердили, що натуральнi матерiали мають висою петчт властивостi. Натуральна шкiра володiе оптимальним комплексом гтешчних показникiв.
Однак слщ зауважити, що враховуючи вартють, доступнiсть матерiалiв, вимоги до них, зокрема стшюсть до д11 зовшшнього середовища, фiзико-меха-нiчнi властивостi, бшьш оптимальними для використання е матерiали з дерева та кори, як альтернативш натуральнiй шкiрi. Це особливо щкаво сьогоднi, коли мае мюце значне використання штучних, синтетичних матерiалiв, кле1в для створення нових композитних матерiалiв та пакетiв на !х основi.
Для оцiнки теплозахисних властивостей нових матерiалiв необхiдно враховувати не тшьки !хню теплопровiднiсть (табл. 2), але й здатнiсть остан-нiх поглинати воду, тобто намокшсть (табл. 1).
Табл. 2. Коефпщешти теплопроводности матер1ал1в при 0-100°С
Матер1ал, який дослвджуемо Коефщ1ент теплопроввдноси, Вт/(м^К)
Натуральна шк1ра 0,14-0,16
Коркове дерево 0,047
Бавовна 0,042
Хутро 0,047
Дерево 0,14-0,174
Кора дерева -
Натуральний шовк 0,043-0,06
Луб'яне волокно 0,088
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
205
Зволожений матерiал буде мати значно нижчi теплозахисш властивос-тi, адже коефiцiент теплопровщност води при температурi 20°С становить 0,599 Вт/(м-°С). Очевидним е те, що для визначення фактичноï теплопровщ-ностi композитного матерiалу доцiльно керуватись фактичною волопстю вщ-повiдних матерiалiв.
Висновки
Порiвняння результатiв дослiджень гтешчних властивостей нату-ральних волокон (колаген, целюлоза, кератин, фiброïн) показують, що на вщ-мiну вiд штучних та синтетичних матерiалiв, де пгроскошчшсть не переви-щуе 2-3 %, вологовiддача 5 % [3, 4], натуральш матерiали мають значно кра-щi показники.
Визначенi граничнi межi показникiв гiгiенiчних властивостей волокон природного походження.
Встановлено, що оптимальш гiгiенiчнi властивостi мають матерiали на основi целюлози.
Враховуючи доступшсть сировини, доцiльним е використання волокон на основi деревини, кори дерева як добавок та наповнювачiв до нових композитних матерiалiв та паке^в на 1'х основь
Л1тература
1. Яворницький Д.1. 1стор1я запор1жських козак1в. - Льв1в: Св1т, 1990.
2. Кропотов В.П. Строительные материалы/ Кропотов В.П, Зайцев А.Г., Скавронский Б.И. - М.: Высш. шк., 1973.
3. Зыбин Ю.П. и др. Материаловедение изделий из кожи. - М.: Легкая индустрия, 1968.
4. Зурабян К.М. и др. Материаловедение изделий из кожи. - М.: Легпромбытиздат,
1988.
