Оценка методов кондиционирования пуха предшествующих измерению Fill Power

2018 год

В последние 10 лет в стандартах измерения Fill Power пуховых смесей произошли существенные изменения, направленные на улучшение воспроизводимости и надежности методик измерения.

Два основных вопроса, которые наиболее часто волнуют грамотных покупателей:

1. каков изначальный fill power приобретенного пуха?
2. каков полезный (usable) fill power пуха в изделии?

Существует множество систем измерения fill power:

• международный IDFB/Lorch цилиндр, шкала в мм, крышка в 30г.
• IDFB/Lorch цилиндр, шкала в кубических дюймах на унцию.
• EN 12130, шкала цилиндра в мм, крышка в 20 грамм.
• USA цилиндр, шкала в кубических дюймах на унцию.
• JIS (японский) цилиндр, шкала в сантиметрах, вес крышки 30 грамм.
• Китайский цилиндр (China GBT Cylinder) см/30г.

Результаты, полученные во всех, вышеперечисленных методиках, могут достаточно точно конвертироваться друг в друга с помощью стандартных таблиц.

Однако, возможно наиболее важной частью тестирования Fill Power является выбор метода кондиционирования — восстановления свойств пуховой смеси перед измерением.

Все методы восстановления состояния пуха перед тестированием потенциально могут применяться с любыми из протоколов измерения. В тоже время большинство стран обычно на уровне стандарта описывают, какой конкретно метод должен использоваться с тем или иным цилиндром.

Нижеследующий текст посвящен методам кондиционирования пуховой смеси и обьяснению причин, по которым этот процесс настолько важен для адекватного тестирования fill power.

Краткое описание основных методик кондиционирования пуха

1. Без кондиционирования

Производители пухо-перьевой смеси обычно измеряют fill power пуховой смеси непосредственно после окончания цикла ее производства (промывка, сортировка, сушка и т.д.).

2. Нагревание на жаровне (Oven Heating The Chinese GBT)

В данном случае пух нагревают до 70 градусов и выдерживают 45 минут и затем помещают в стандартные условия хранения текстиля на 24 часа перед тестированием.

3. Выдерживание в ящике (Box Conditioning)

Пухово-перьевая смесь помещается в деревянные ящики, по 50 грамм в каждый для восстановления на 72 часа при температуре 20 градусов и относительной влажности 65%± 4%). Этот метод применялся в мировой практике в течении десятилетий.

Большинство протоколов измерения, таких как EN 12130 и IDFB, длительное время включали эту процедуру.

4. Сушка в барабане (Tumble Dry IDFL)

Метод восстановления пуха путем сушки в барабане (Tumble Dry) был разработан IDFL в 1996 году, а первые результаты применения данной методики были опубликованы в 1997 году. В 1999 IDFB официально включило данную методику в процесс измерения fill power, в том же году Евросоюз также начал использовать данный метод в рамках PAS 1003. При восстановлении пуха в рамках данном методики, 50 грамм смеси зашивается в подушечку и сушится 30 минут при 60 градусах в барабане бытовой стиральной машины.

Изначальный метод был быстро модернизирован — к подушечке с пухом добавилось мокрое полотенце, передающее пуху дополнительную влагу для лучшего расправления.

5. Стирка пуха (Water Rinse)

IDFL разработал этот метод восстановления пуха в 1996 году и опубликовал результаты исследований по данной тематике в 1997. В рамках методики навеска пуха стирается в подушечке в стиральной машине и затем сушится в барабане.

IDFL предполагал, что IDFB применит данный метод для тестирования курток и спальных мешков в 1999 году. Однако данный стандарт не вошел в употребление IDFB в связи со значимым изменением свойств пуха при стирке, наблюдаемым в некоторых случаях и не всегда четкой корреляцией с результатами измерений Fill Power полученных после Tumble Dry.

6. Распаривание (Steam conditioning)

Данный метод восстановления пуха перед измерением его заполняющей способности был разработан в Японии в 2004 году. Суть метода состояла в подаче пара через форсунку в ящик для кондиционирования, содержащий пуховую смесь. IDFL и японская ассоциация предприятий пухо-перовой отрасли разработали обновленную версию метода в 2005 году.

Далее в июне того же года в ходе, прошедшей в Киото встречи, IDFB технический комитет проголосовал за применение этого метода в международной практике.

Влияние температуры и влажности на свойства пухо-перьевой смеси

С точки зрения химического состава пух и перо весьма близки к человеческим волосам и шерсти животных — все эти вещества состоят из органических полимеров и представляют собой белки, в свою очередь соответственно состоящие из аминокислот.

Вся группа подобных соединений работает в физико-химическом взаимодействии с молекулами воды. В случае пухо-перьевых смесей содержание влаги стабилизируется на уровне 11% процентов при относительно стандартных условиях хранения (23 градуса тепла и 60% относительная влажность).

Естественная трехмерная структура каждого пухового кластера является весьма консервативной. Если не воздействовать на пух агрессивными химическими веществами или не подвергать его чрезмерному нагреву — то даже после сильного давления пуховый кластер восстановит свою форму — аналогично кудрявым волосам человека.

В металургии подобное явление называется ‘эффектом памяти’.

В случае белковых макромолекул, из которых состоит пух, тепло и влага способствуют активации их ‘памяти’ и восстановлению формы пухового кластера.

Когда пользователи спят в спальном мешке или под одеялом либо надевают пуховую куртку они выделяют небольшое количество влаг, а также несколько подогревают пух, что помогает окончательно раскрываться пуховым кластерам. Это позволяет восстанавливать-увеличивать термическое сопротивление изделия, которое находилось в сильно сжатом состоянии в течении длительного времени. Интересно, что этот эффект усиливается даже после двух-трех ночей после от первого использования сжатого спального мешка. В итоге пользователи обычно более довольны изделием после нескольких дней эксплуатации. По этой причине, в лабораторном тестировании качества пуха итоговые показатели fill power измеряются спустя 3-4 дня. По той же причине для имитации позитивного влияния организма человека на fill power пуха и объем пухового изделия были разработаны различные методы кондиционирования пуховой смеси.

Развитие методик подготовки пуха к тестированию с целью воспроизвести использование изделия конечным покупателем

Метод Tumble Dry разработанный IDFL 12 лет назад был большим шагом вперед в разработке метода корректной и точной оценки утепляющей способности пухо-перьевых смесей. В том же 1996 году IDFL предложил метод стирки пуха (water rinse), ибо пух в части продуктов, особенно для находившихся в состоянии компрессии курток и спальных мешков не полностью восстанавливал свои свойства при применении сушки в барабане (tumble dry).

Старое правило гласит, что скорость химической реакции возрастает вдвое при повышении температуры на каждые 10 градусов. Пух и перо промываются и сушатся при высокой температуре. Изначальный Fill Power определяется после промывки, сушки и сортировки пуха и промышленность искала метод позволяющий воспроизвести оригинальный Fill Power после производства пуха на фабрике В этом смысле метод сушки в барабане (Tumble Dry) был большим шагом вперед по сравнению с восстановлением пуха выдерживанием в ящике (Box Conditioning).

Однако сушка в барабане оказалась не полностью способна восстановить изначальный fill power смесей которые находились в сжатом состоянии в течении нескольких недель во время доставки.

Японские производители в течении ряда лет занимались созданием метода для воспроизводства изначального Fill Power гусиного пуха.

Цель была достигнута путем применения пара (то есть влаги в концентрированной форме) и горячего пара (hot steam). Для проверки адекватности новой методики IDFL начала серию из нескольких тысяч тестов сравнивая изначальную fill power с fill power после различных видов доставки и с разными способами сжатия.

В тестах IDFL пух на несколько часов подвергался давлению в 1000 фунтов и затем последовательно стирался, другие пробы вакуумировались на несколько недель перед началом кондиционирования.

После проведенных тысяч тестов IDFL пришла к заключению, что японский метод с подготовкой смеси путем обработки пуха паром позволяет наилучшим образом воспроизвести изначальный уровень Fill Power невзирая на обращение с пуховой смесью, транспортировку и степень сжатия пуха при доставке.

Какой метод восстановления пуха перед измерением Fill Power перед тестированием обеспечивает наиболее корректный и точный результат?

Это хороший вопрос, ответ на который будет состоять из двух частей.

Изначальный Fill Power

Единственный метод позволяющий адекватно воспроизвести изначальный fill power, после производства пуховой смеси, практически невзирая на условия доставки и время хранения в сжатом состоянии — это обработка пуха паром (steam conditioning).

Полезный Fill Power’ (Usable Fill Power)

Формулировка полезного Fill Power это очень непростая задача.

Дело в том, что это значение может отличаться и отличается в каждом конкретном случае, на него влияет множество факторов, среди которых немалая часть не связана с собственно пухом. Среди таких переменных:

• плотность набивки пухом итогового изделия
• конструкция модели
• тип тканей
• использование покрывал, пододеяльников и наволочек для одеял и подушек.

Нижеследующая диаграмма показывает применимость трех методов подготовки пуха к тестированию.

Дополнительная информация для оценки методов сушки в барабане и распаривания пуха

Распаривание — единственный способ восстановить изначальные свойства пуха после непосредственно процесса производства. Этот тест производится для проверки Fill Power поставки купленной с фабрики переработки.

Оценить ‘полезный’ Fill Power намного сложнее. Дополнительные исследования необходимы прежде чем вынести окончательное заключение о том какой метод наилучшим образом подходит для определения ‘полезного’ Fill Power.

Оценивая методы восстановления пуха перед тестированием стоит учитывать нижеследующую информацию:

• Оба указанных выше метода предполагают нагревание пуха и добавление некоторого количества влаги.
• Несколько тысяч проведенных IDFL тестов позволяют с уверенностью утверждать, что, распаривание не приводит к ‘фальшивому’ превышению fill power за пределы его естественных значений обусловленных структурой пуха.
• Обработка паром добавляет влагу и нагревает пух в процессе распаривания, далее пух расправляется в теплом сухом воздухе. Этот процесс симулирует процесс переработки пуха на производстве, а также стирку и сушку изделия конечным пользователем.
• Метод восстановления путем сушки в барабане также нагревает пух и передает ему влагу от влажного полотенца. Можно сказать, что пух при таком методе восстановления умеренно ‘распаривается’ и расправляется по ходу высыхания.
• Метод распаривания позволяет пуху восстановиться до стабильного Fill Power спустя 24 часа после кондиционирования. Метод сушки в барабане — спустя 72 часа.
• Fill Power пуха после обоих методов восстановления остается на идентичном уровне в течении длительного времени. IDFL тестировало смеси спустя несколько месяцев после кондиционирования и обнаружило лишь крайне незначительное снижение Fill Power.
• Результатами измерений Fill Power после восстановления пуха методом сушки в барабане можно в определенной степени манипулировать, по-разному воздействуя на пробы пуха перед его отправкой в лабораторию.
• Метод распаривания позволяет получать идентичные результаты вне зависимости от обращения с пухом до его попадания в лабораторию.

Заключение

В настоящее время распаривание пуха, согласно действующему протоколу (steam conditioning), является единственным состоятельным и воспроизводимым методом для измерения изначального Fill Power пуха.

В тоже время вопрос каким образом правильнее определять «полезный’ (usable) fill power все еще остается открытым, и требует дальнейших исследований и обсуждений.

Четыре основных варианта возможны для ответа на вопрос: Как определить «полезный» fill power?

• Использовать сушку в барабане (tumble dry) для восстановления пуха перед его определением.
• Использовать распаривание (steam) для тех же задач.
• Использовать комбинацию этих методов для определения «полезного» fill power.
• Индустрия может в итоге постулировать, что «полезный» fill power слишком сложно или практически невозможно корректно определить.

Несмотря на то, что именно IDFL некогда ввела в практику Tumble Dry метод восстановления пуха перед тестом, сейчас IDFL использует разработанный в Японии метод кондиционирования путем распаривания (Steam), как основной для определения ‘полезного’ fill power.

При этом IDFL поддерживает дальнейшие дискуссии среди членов IDFB а также между членами национальных ассоциаций по переработке пухо-перового сырья для дальнейшего определения может или должен этот метод использоваться для определения ‘полезного’ fill power.