Розробка та дослідження текстильних композиційних матеріалів для виробів медичного призначення

4. Створена база даних фізичних властивостей вихідних текстильних матеріалів. Запропонований розподіл цих полотен на умовні групи за чотирма показниками: коефіцієнт водомісткості, В_є, г/м², час висихання, ф, хв, площа розтікання води по горизонтальній поверхні ТМ, S, мм² та водотривкість, В_тр, Па. В основу розподілу текстильних матеріалів на групи покладені кількісні значення цих показників, що характеризують переважну здатність полотен до вбирання, перенесення, накопичення, перерозподілу та створення опору проникненню води в структурі багатошарових текстильних композиційних матеріалів.

5. Аналіз властивостей різних варіантів текстильних композиційних матеріалів дозволив визначити наступне:

Фізичні властивості текстильних композиційних матеріалів визначаються відповідними властивостями вихідних текстильних полотен, які входять до складу ТКМ. Змінюючи склад ТКМ, можна керувати їхньою здатністю відводити та накопичувати рідини та тепло.

Встановлені емпіричні залежності між гігроскопічними та водовбиральними властивостями текстильних композиційних матеріалів та відповідними властивостями використаних в них вихідних полотен, що дозволяє прогнозувати відповідні показники для багатошарових структур на стадії їх проектування з достатньою точністю (0 ч 10%).

Доведена можливість використання експонентного рівняння для описання кінетики процесу водовбиранння багатошаровими текстильними композиційними матеріалами при їх горизонтальному розміщенні відносно дзеркала води.

За оптимальний варіант багатошарового текстильного композиційного матеріалу для виробів для догляду за лежачими хворими вибраний зразок №27 (Sa+Al+El-Кл-Lu+BA) (патент на корисну модель 19569, А 41 D 31/00), який забезпечує: гіпоалергенність, антимікробність, швидке водовбирання (х = 3,8·10^-5м/c), високий рівень водовбиральних властивостей (В_є = 2220 г/м²), приємність поверхні при дотику (b = 215 Втс^1/2/м²К), сухість поверхні (S = 350 мм²) та високу водотривкість (В_тр = 5230 Па). Річна умовна економія коштів на одного хворого при використанні лікарняних простирадл з функціональним елементом з текстильного композиційного матеріалу №27 у порівнянні з найкращим промисловим аналогом одноразового використання становитиме приблизно 456 грн.

6. Доведено надійність текстильних композиційних матеріалів при експлуатації. Встановлено, що полотна витримують 20 циклів прання. При цьому міцність клейових з'єднань і водовбиральні властивості композиційних матеріалів залишаються достатньо високими (Р_р = 2,0 ч 3,0 Н/см та В_є = 2200 г/м²).

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Ковтун С.І., Супрун Н.П., Березненко М.П., Власенко В.І. Вивчення гігієнічних властивостей двошарових композиційних матеріалів медичного призначення // Вісник КНУТД. - 2004. - №5. - С.132 - 138.

2. Супрун Н.П., Ковтун С.І., Кучеренко В.І. Дослідження споживчих властивостей композиційних текстильних матеріалів медичного призначення // Вісник КНУТД. - 2005. - №2. - С.68 - 74.

3. Ковтун С.І., Власенко В.І., Мурарова А. Конструювання багатошарових текстильних матеріалів з урахуванням теплових відчуттів споживачів // Вісник Хмельницького національного університету. - 2006. - №3. - С.180 - 186.

4. Ковтун С.І., Власенко В.І., Березненко С.М., Супрун Н.П. Дослідження здатності багатошарових текстильних матеріалів до змочування // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2006. - №2 - С. 92 - 95.

5. Супрун Н.П., Ковтун С.І., Власенко В.І. Розробка комфортного одягу для людей з фізичними вадами // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2004. - №1. - С. 88-92.

6. Власенко В.И., Ковтун С.И., Березненко Н.П. Возможности использования многослойных многофункциональных текстильных композитов // Технический текстиль. - 2005. - №12. - С. 23-25.

7. Vlasenko V., Kovtun S., Bereznenko N., Suprun N., Murarova A. Water and Heat Transfer through multilayer Textile Composites // Vlakna a textile. - 2006. - №13 (1-2). - Р.29 - 32.

8. Патент на корисну модель. 19569 Україна, МПК А 41 D 31/00. Композиційний текстильний матеріал / Березненко М.П., Ковтун С.І., Власенко В.І., Березненко С.М. (Україна). - №200607621; Заявл. 07.07.06; Опубл. 15.12.06, Бюл. №12 - 4 с.

9. Ковтун С.И., Березненко С.Н., Супрун Н.П. Гигиенические свойства льносодержащих двухслойных текстильных материалов // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции “Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины”. - Херсон: ХГТУ. - 2004. - №1(8). - С.295.

10. Ковтун С.І., Супрун Н.П., Березненко М.П. Вивчення впливу складу текстильного пакету медичного призначення на його гігієнічні властивості // Тези доповідей ІІІ Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД. - 2004. - С.120.

11. Ковтун С.И., Власенко В.И., Супрун Н.П. Многослойные композиционные текстильные материалы: влияние взаимного расположения слоев на транспортные свойства // Сборник материалов Международной научно-технической конференции “Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности” ПРОГРЕСС-2005. - Иваново: Россия - ИГТА. - 2005. - С.238-239.

12. Березненко М.П., Власенко В.І., Ковтун С.І. Сучасний підхід до конструювання та оптимізації складу багатофункціональних багатошарових текстильних композитів // Збірник наукових праць ювілейної Міжнародної конференції “Інноваційні технології - майбутнє України”. - К.: - Вісник КНУТД. Спец. випуск. - 2005. - Т.1, №5. - С.61-63.

13. Ковтун С.И., Власенко В.И., Кучеренко В.И. Использование нетканых материалов в многослойных текстильных композитах // Сборник докладов Международной научно-технической конференции “Новые высокоэффективные нетканые материалы для защиты человека и окружающей среды от техногенных воздействий”. - Серпухов: Россия - 2005 - С.65-69.

14. Ковтун С.І., Супрун Н.П. Встановлення вимог до виробів по догляду за лежачими хворими // Тези доповідей V Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД. - 2006. - С.163.

15. Vlasenko V., Kovtun S., Bereznenko N., Suprun N. Heat and Humidity Transport through multilayer Textile Composites for medical Application // Short Papers of 8 Dresden Textile Conference “Textile Future of our Life Spheres”. - Dresden: Germany - Technische Universitat Dresden. - 2006. - P. 124-125.

Особистий внесок здобувача в опублікованих працях: [1-4, 9-11, 13] - основні положення, постановка задач досліджень, здійснене планування експерименту, проведені експериментальні дослідження, математична обробка результатів зі знаходженням математичних залежностей; [8] - ідея щодо створення композиційного текстильного матеріалу, істотні ознаки та аналіз існуючих аналогів; [14] - постановка проблеми, проведення експертного опитування та аналіз результатів; [7, 15] - проведення досліджень, формулювання висновків; [5, 6, 12] - аналіз літературних даних.

Анотація

Ковтун С.І. Розробка та дослідження текстильних композиційних матеріалів для виробів медичного призначення. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - Матеріалознавство - Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено актуальній проблемі створення технічних текстильних матеріалів з прогнозованими властивостями для використання у виробах по догляду за лежачими хворими.

Сформульовані вимоги до лікарняних простирадл по догляду за лежачими хворими. Встановлено, що відповідність виробів вимогам може бути забезпечена спеціальною конструкцією матеріалів - це поліфункціональні текстильні композиційні матеріали (ТКМ), що складаються з декількох шарів, кожен з яких забезпечує виконання певної функції. Запропоновано термоклейовий метод одержання поліфункціональних ТКМ, при якому вихідні полотна з різними властивостями з'єднуються між собою в певній послідовності за допомогою матеріалів з двосторонньою клейовою здатністю.

Створена база даних фізичних властивостей вихідних текстильних матеріалів. Здійснений розподіл вихідних полотен на умовні групи в залежності від виконуваної ними переважної функції в структурі багатошарового ТКМ: вбирання, перенесення, накопичення, перерозподіл води та створення опору проникненню води.

Доведена можливість одержання ТКМ в умовах виробництва на установці прохідного типу та визначені оптимальні параметри їх одержання.

Здійснене комплексне дослідження фізичних (водовбиральних та теплофізичних) властивостей багатошарових полотен. Встановлені емпіричні залежності між гігроскопічними та водовбиральними властивостями ТКМ та властивостями вихідних полотен. Досліджені та визначені основні закономірності зміни властивостей ТКМ під впливом експлуатаційних факторів. З використанням одержаних даних розроблені рекомендації щодо складу та структури багатошарових ТКМ для виробів по догляду за лежачими хворими (новизна підтверджена патентом України на корисну модель).

Порівняльний аналіз властивостей розроблених ТКМ з промисловими аналогами одноразового використання провідних фірм-виробників за основними показниками якості, показав економічну та соціальну доцільність використання запропонованих ТКМ. Одержані дані підтверджені дослідною експлуатацією виробів, з використання багатошарових ТКМ, в умовах лікарняних закладів.

Ключові слова: технічний текстиль, поліфункціональність, текстильні композиційні матеріали, догляд за лежачими хворими, термоклейовий метод, гігієнічні властивості, прогнозування властивостей.

АННОТАЦИЯ

Ковтун С.И. Разработка и исследование текстильных композиционных материалов для изделий медицинского назначения. - Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01 - Материаловедение - Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, 2007.

Диссертация посвящена актуальной проблеме создания технических текстильных материалов с прогнозируемыми свойствами для использования в изделиях по уходу за лежачими больными.

Сформулированы требования к больничным простыням по уходу за лежачими больными, основными из которых являются: быстрое поглощение физиологических жидкостей, их удерживание в объеме изделия; отсутствие промокания и стабильность структуры и внешнего вида изделия в процессе эксплуатации. Для удовлетворения этих требований необходимо создать полифункциональные текстильные композиционные материалы (ТКМ). Предложен термоклеевой метод получения ТКМ, при котором исходные полотна с разными свойствами соединяются в определенной последовательности в одну структуру с помощью материалов с двусторонней клеевой способностью.

Создана база данных физических свойств исходных текстильных материалов. Осуществлено распределение исходных полотен на условные группы в зависимости от их преобладающей функции в структуре многослойного ТКМ: поглощение, перенос, накопление, перераспределение воды и создание сопротивления проникновению воды. Распределение осуществлялось по четырем показателям: коэффициент водоёмкости В_е, г/м², время высыхания ф, мин, площадь растекания воды по горизонтальной поверхности текстильного материала S, мм² и водоупорность В_тр, Па.

Показана возможность получения ТКМ в производственных условиях на установке проходного типа RPS-C 1400 фирмы “Mayer” и определены оптимальные параметры получения (P = 0,2 МПа, Т = 130⁰С, ф = 15 ч 18 с), которые обеспечивают достаточный уровень прочности склеивания слоев в многослойных структурах (относительное расслаивающее усилие Р_р = 4,1 ч 5,6 Н/см).

Осуществлено комплексное исследование физических (водопоглощающих и теплофизических) свойств многослойных полотен. Определены эмпирические зависимости между гигроскопическими и водопоглощающими свойствами ТКМ и свойствами исходных полотен. Исследования влияния эксплуатационных факторов на свойства ТКМ показали, что прочность клеевых соединений и водопоглощающие свойства ТКМ после 20 циклов стирок остаются достаточно высокими (Р_р = 2,0 ч 3,0 Н/см и В_е= 2200 г/м²). На основе полученных данных разработаны рекомендации относительно состава и структуры многослойных ТКМ. Как оптимальный вариант для изделий по уходу за лежачими больными был выбран один из образцов (новизна подтверждена патентом Украины на полезную модель 19569, А 41 D 31/00), который обеспечивает: гипоаллергенность, антимикробность, быстрое водопоглощение (х = 3,8·10^-5м/c), высокий уровень водопоглощения (В_е = 2220 г/м²), приятность и сухость поверхности при соприкосновении, а также высокую водоупорность (В_тр = 5230 Па).

Проведен сравнительный анализ свойств разработанных ТКМ и промышленных аналогов изделий одноразового использования ведущих фирм-производителей по основным показателям качества. Доказана экономическая и социальная целесообразность использования предложенных ТКМ в изделиях по уходу за лежачими больными. Годовая условная экономия средств на одного больного при использовании больничных простыней с функциональным элементом с ТКМ по сравнению с промышленным аналогом будет составлять примерно 456 грн. Полученные данные подтверждены экспериментальной эксплуатацией изделий из ТКМ в условиях одной из клиник.

Ключевые слова: технический текстиль, многофункциональность, текстильные композиционные материалы, уход за лежачими больными, термоклеевий метод, гигиенические свойства, прогнозирование свойств.

SUMMARY

Kovtun S.I. Elaboration and investigation of textile composite materials for medical application products. - Manuscript.

The thesis for a scientific degree of candidate technical sciences on speciality 05.02.01 - Materials science. Kiev National University of Technology and Design, Kiev, 2007.

The thesis is dedicated to actual problem of elaboration of polyfunctional technical textile composite materials with predicted properties. These textiles will be used in products for looking after bed-patients.

The requirements to the bed-sheet for looking after bed-patients are formulated. It is established, that the conformity of products to the requirements can be provided by a special design of materials - polyfunctional textile composite materials (ТCМ). In such TCM the initial textiles with different properties are bonded in certain/proper order with help of double glue ability materials. Hot adhesive method for reception of multifunctional ТCМ is offered.

The database of physical properties of initial textiles is created. The distribution of initial textiles to conditional groups is carried out depending on their prevailing function in structure of multilayer ТCМ: absorption, transport, accumulation, distribution of water and creation of resistance to penetration of water.

The opportunity of ТCМ reception under production conditions on continuous fusing press RPS-C 1400 “Meyer” is shown and the optimum parameters of reception are determined.

The complex research of physical (water absorption and thermophysical) properties of multilayer textiles is carried out. The empirical dependences between hygroscopic and water absorption properties of ТCМ and properties of initial textiles are determined. The basic laws of ТCМ property changes under influence of the operational factors are investigated and determined. On the basis of the received data the recommendations concerning multilayer ТCМ structure are developed. The optimal TCM structure for products for looking after bed-patients is useful model 19569, A 41 D 31/00 which is patented.

The comparative analysis of ТCМ with industrial analogues of leading manufacturers on the basic parameters of quality is carried out. The economic and social efficiency of ТCМ for use in products for looking after bed-patients is proved. The received data are confirmed by experimental using of products from ТCМ in hospital conditions.

Key words: technical textiles, polyfunctionality, textile composite materials, looking after bed-patients, hot adhesive method, hygienic properties, prediction of properties.

Размещено на Allbest.ru