DETERMINAREA HIDROFILIEI MATERIALELOR TEXTILEDESTINATE ÎMBRĂCĂMINTEI

1.Indicaţii metodologice şi principii generaleÎn condiţii de efort intens organismul uman transpiră intens, umiditatea din spaţiul

subvestimentar ajunge astfel în stare lichidă şi poate constitui un film continuu care influenţează asupra schimbărilor de masă şi căldură şi deci asupra stării de confort termofiziologic, dar şi senzorial.

Îmbrăcămintea în general, dar mai ales primul strat care vine în contact nemijlocit cu pielea, trebuie să tamponeze corespunzător umiditatea în exces din spaţiul subvestimentar. Pentru aceasta se impune ca materialele destinate primul strat de îmbrăcăminte să fie hidrofile, cu alte cuvine să aibă capacitatea de a absorbi sau adsorbi şi de a asigura migraţia acesteia în sau pe suprafaţa sa.

În condiţii de laborator, hidrofilia se poate determina prin diferite metode, bazate toate pe principiul capilarităţii, ştiut fiind faptul că materialele textile pot fi asimilate cu sisteme mai mult sau mai puţin omogene de capilarii. Fiecărei metode îi corespund anumiţi indicatori de evaluarea a hidrofiliei. Folosirea unei singure metode de evaluare poate să inducă erori, de aceea se recomandă utilizarea în paralel a mai multor metode şi compararea rezultatelor obţinute. Principalele metode de determinare a hidrofiliei sunt:

- metoda „fitil”;- metoda tubului capilar;- metoda scufundării;- metoda prin picurare etc.

2.Mod de lucruFiind vorba despre mai multe metode de determinare, în continuare sunt prezentate

modalităţi de lucru particularizate pe metode, calculele şi interpretările specifice fiecărei metode.

A.Metoda „fitil”Metoda constă în urmărirea ascensiunii apei în proba de material textil imersată parţial

în apă. Apa pătrunde prin spaţiile capilare (porii) existenţi în structura fibrei, firului şi respectiv a suprafeţei textile supuse analizei.

Pentru determinări se foloseşte o instalaţie simplă, alcătuită dintr-un recipient cu apă distilată şi un dispozitiv de suspensie a epruvetelor. În dreptul fiecărei probe există câte o riglă gradată pentru citirea înălţimii de ascensiune a apei, măsurată faţă de nivelul acesteia în recipient. Se recomandă ca instalaţia să fie protejată de curenţii de aer. De asemenea, se pot ataşa dispozitive de sesizare şi semnalare a umidităţii în proba testată.

Epruvetele se taie cu lungimea de 280 ± 2 mm şi lăţimea de 30 ± 1 mm, câte patru pe fiecare direcţie nominală a materialului textil (urzeală, bătătură în cazul ţesăturilor; şir, rând în cazul tricoturilor). În prealabil epruvetele se condiţionează în atmosfera standard.

Se suspendă epruvetele pe dispozitiv, imersându-le cel puţin 20 mm în apă. Se poate utiliza un dispozitiv de pretensionare, evitându-se în acest fel erorile de înregistrare cauzate de tensiunile diferite din epruvete.

Se urmăreşte ascensiunea apei în probe, citindu-se valoarea înălţimii de ascensiune din 10 în 10 minute, până la 30 minute. Valorile medii se utilizează la trasarea graficelor de variaţie h=f(t), pentru fiecare material analizat şi pe fiecare din direcţiile sale nominale. Se calculează viteza de ascensiune (mm/min) după 30 de minute.

Rezultatele obţinute se centralizează într-un tabel de forma:

Nr.crt.

Denumirea materialului

Numărul probei

Înălţimea de ascensiune

h (mm)

Viteza de ascensiune, vasc

(mm/min)urzeală

(şir)bătătură(rând)

urzeală(şir)

bătătură(rând)

B. Metoda tubului capilarMetoda necesită un tub capilar de sticlă, cu diametru mic, corespunzător mărimii

medii a porilor materialelor textile.În tubul capilar se află în echilibru o anumită cantitate de apă, în funcţie de raza şi

înălţimea tubului. Acest echilibru este învins în momentul în care se atinge suprafaţa materialului de testat, material care are o anumită putere aparentă de absorbţie a apei.

Se măsoară timpul necesar absorbţiei coloanei de apă din tub (τ) şi se calculează puterea aparentă de absorbţie cu relaţia de forma:

unde:r – reprezintă raza tubului capilar, (r=0,03 cm sau 0,025 cm);ρ – densitatea apei (0,997 g/cm3);g – acceleraţia gravitaţională (981 cm/s2);h – înălţimea coloanei de apă aflate în echilibru în tub (cm);τ – timpul de absorbţie a coloanei de apă (s).

Hidrofilia se consideră ca fiind:- foarte slabă sau slabă, cu cât N < 4 erg/s, iar pata are contur neregulat;- mijlocie, bună sau foarte bună, cu cât N > 5 erg/s, iar pata de umiditate are contur

regulat.

Rezultatele determinărilor se înscriu într-un tabel de forma:

Nr.

crt.

Denumireamaterialului

Nr.probe

i

Înălţimea coloanei de apăh (cm)

Timpul de absorbţie

t (s)

Nr.determinare

Puterea aparentă deabsorbţieN (egr.s)

Formapetei

C.Metoda scufundăriiMetoda constă în determinarea timpului necesar scufundării probei umezite într-un

recipient cu apă distilată. Întrucât, în general materialele textile destinate îmbrăcămintei au densitatea mai mică decât apa, noţiunea de scufundare în aceste cazuri este improprie. Ca urmare se determină de fapt timpul necesar dislocării aerului din porii materialului textil de către apa din recipient, proba continuând să plutească pe luciul apei. Şi în acest caz se pot face analize comparative legate de particularităţile de structură, tratamentele de finisare, compoziţie fibroasă, finete etc. Datele experimentale se înscriu într-un tabel de forma:

Nr.

crt.

Denumireamaterialulu

i

Caracteristicile materialului Nr.prob

e

Timp de scufundaret (min, s)

Compoziţia fibrei

Fineţe

Legătură

Tratament

D. Metode prin picurareSunt cunoscute mai multe teste rapide prin picurare, toate bazându-se pe picurarea

unei anumite cantităţi de apă pe suprafaţa materialului de testare. Aprecierea se face de la caz la caz prin diferite mărimi. În continuare sunt prezentate câteva din aceste metode:

D.1. Proba de testat se aşează pe o placă de sticlă sau un alt material hidrofob. Cu un tub gradat se picură 0,5 ml apă distilată de la o înălţime de 40 mm. Se cronometrează timpul necesar absorbţiei acestei cantităţi de apă. Experimentul se continuă lăsându-se proba în aer liber, la uscare, ferindu-se de curenţii de aer. Se cronometrează astfel timpul de uscare. Pe proba umezită se face şi evaluarea dimensională a petei, prin măsurarea diametrelor pe cele două direcţii nominale ale materialului şi apoi se compară aceste două valori;

D.2. În cazul materialelor duble sau multistrat, precum şi în cazul pachetelor de materiale din structura unui produs sau ansamblu vestimentar, transferul apei se apreciază comparând mărimile suprafeţelor petelor de apă din planul interior, respectiv exterior al materialului sau pachetului de materiale. Pentru a vizualiza mai bine pata de umiditate, în apa distilată se poate picura un lichid colorat, care să nu modifice tensiunea superficială a apei;

D.3. Pe o placă de sticlă sau un alt material hidrofob, se picură 0,5 ml apă distilată. Proba se aşează peste sticlă cu faţa interioară înspre sticlă. După 10 secunde se desprinde proba şi se cântăreşte. Diferenţa de masă reprezintă cantitatea de apă absorbită;

D.4. Proba de testat se aşează pe vergeaua suport a unei instalaţii simple care are în plus un recipient şi un robinte. Prin deschiderea robinetului apa din recipient curge peste probă, condiţiia fiind ca jetul să atingă tangenţial suprafaţa probei. Se determină timpul din momentul deschiderii robinetului şi până în momentul desprinderii primei picături la capătul inferior al probei. Cu cât durata aceasta de timp este mai mare, cu atât se consideră că materialul testat este mai hidrofil.

În toate cazurile se poate înâmpla ca picătura de apă să „perleze” pe suprafaţa materialului, semn că materialul nu absoarbe apa sau cu alte cuvinte este hidrofob. Explicaţia trebuie căutată în tratamentele superficiale aplicate materialului sau în compoziţia sa fibroasă.

Rezultatele experimentale se înscriu în tabele de formă corespunzătoare metodelor utilizate. Aprecierile se vor face prin mărimi specifice metodelor şi vor permite comparaţii între materiale supuse testării, clasându-le în funcţie de hidrofilia constatată. De asemenea, se compară rezultatele obţinute prin metode diferite.

D.1.

Nr.

crt.

Denumireamaterialulu

i

Timp de absorbţie(min, s)

Timp de

uscare(min,

s)

Diametrul petei pe direcţia Raportuldiametrelo

rRD=DU/DB

urzelii (şirului)

DU(Ş) (mm)

bătăturii (rândului)DB(R) (mm)

Observaţie: Se consideră material hidrofil cel care are timp de umezire cât mai redus. Dacă raportul diametrelor este în jurul valorii 1, se consideră că hidrofilia este compatibilă pe cele două direcţii nominale ale materialului. Când valoarea raportului este mai mică decât 0,9 l sau mai mare decât 1,1 înseamnă că materialul are în structura sa, pe cele două direcţii nominale, fire care au compoziţii diferite şi afinităţi diferite faţă de apă.

D.2Nr.crt.

Structura pachetului(denumirea materialului)

Suprafaţa petei de umiditate RaportulRS=Sint/SextSint (cm2) Sext (cm2)

Observaţie: Suprafeţele petei se determină prin planimetrare, de pe conturul copiat pe hârtie transparentă. Aprecierea se face în funcţie de valoarea raportului RS, după cum urmează:

- RS = 1; tamponare satisfăcătoare a apei;- RS < 1; tamponare foarte bună sau bună;- RS > 1; tamponare nesatisfăcătoare.

D.3

Nr.crt. Denumirea materialului Nr.

probei

Masa iniţială Mi

(g)

Masa finală Mf

(g)

Masa umidităţiiabsorbite

ΔM=Mf-Mi

(g)

Observaţie: Aprecierea se face în funcţie de masa umidităţii absorbite, ΔM.

D.4Nr.

crt.

Denumirea materialului

Nr.probe

i

Timpul scurs până la desprinderea primei picături (s)