Penyelidikan Mengenai Ciri-ciri Geseran Antara Pakaian Penyamaran Dan Kulit Siku Manusia3

1, Ciri-ciri Permukaan Fabrik Pakaian Penyamaran

Rajah 2(a~e) menunjukkan imej morfologi permukaan bagi empat jenis fabrik pakaian penyamaran dan satu jenis seluar dalam pakaian penyamaran. Dapat diperhatikan bahawa Fabrik 1" dan 5" kelihatan agak longgar disebabkan oleh struktur mengait kepar dan gelung, dengan liang yang lebih besar. Sebaliknya, Fabrik 2, 3, dan 4" mempamerkan permukaan yang agak licin dan padat disebabkan oleh struktur mengait biasa, dengan liang yang lebih kecil.

Hidrofilisiti/hidrofobisiti permukaan adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi sifat geseran kulit. Mengukur sifat hidrofobik/hidrofilik fabrik pakaian penyamaran membantu memahami gelagat tribologi antara fabrik pakaian penyamaran yang berbeza dan kulit. Disebabkan oleh perbezaan dalam struktur mengait fabrik, terdapat perbezaan yang ketara dalam hidrofilik antara struktur twill dan biasa. Untuk fabrik twill dan gelung dengan penyerapan air yang kuat (diserap sepenuhnya dalam masa 2 saat), hidrofobisiti dicirikan oleh masa titisan air kekal di permukaan, di mana masa yang lebih singkat menunjukkan penyerapan air yang lebih kuat. Bagi fabrik biasa, sudut sentuhan selepas 2-ujian kedua diukur, dengan sudut sentuhan yang lebih besar menunjukkan tenaga permukaan yang lebih kecil, menjadikan bahan lebih hidrofobik. Rajah 3 menunjukkan foto ukuran sudut sentuhan bagi fabrik penyamaran 2", 3", dan 4".

Jadual 2 menyenaraikan keputusan ujian sudut sentuhan, menunjukkan bahawa Fabrik 2" mempamerkan hidrofobisiti terkuat, diikuti oleh Fabrik 4". Masa kehilangan titisan air pada permukaan Fabrik 1" dan 5" disenaraikan dalam Jadual 3, menunjukkan bahawa Fabrik 5" menyerap sepenuhnya titisan air dalam masa yang lebih singkat, menunjukkan hidrofilik yang lebih baik daripada Fabrik 1". Secara keseluruhan, dari segi perbandingan, hidrofilis fabrik adalah seperti berikut: 5" > 1" > 3" > 4" > 2", menunjukkan bahawa fabrik yang diperbuat daripada kapas tulen dan dengan struktur mengait kepar mempamerkan hidrofilisiti yang lebih baik.

2, Tingkah Laku Geseran antara Fabrik Pakaian Penyamaran dan Kulit

Untuk menyiasat tingkah laku pelekat dan gelongsor antara fabrik pakaian penyamaran dan kulit, Rajah 4 menggambarkan lengkung pekali geseran tipikal dan lengkung anjakan daya geseran (FD) Fabrik 1" dengan kulit di bawah beban biasa 1 N dan 5 N, dalam kedua-dua keadaan kering dan berpeluh. Berdasarkan hasil penyelidikan kami sebelum ini, kulit di bawah keadaan geseran gelongsor salingan yang berbeza mempamerkan tiga jenis lengkung FD: bentuk selari, bulat dan separa tertutup Mengikut bentuk lengkung FD yang berbeza, kelakuan geseran kulit boleh dikelaskan kepada keadaan gelongsor relatif, keadaan perantaraan di mana gelongsor relatif dan lekatan wujud bersama, dan keadaan pelekat.

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, di bawah beban biasa 1 N dan dalam keadaan kering, pekali geseran statik dan daya geseran statik adalah kecil, menunjukkan gelongsor relatif antara kulit dan fabrik semasa geseran. Selepas menambah peluh tiruan, daya interlayer terbentuk di antara kulit dan fabrik kerana kehadiran peluh, yang membawa kepada lekatan antara kulit dan fabrik. Pada mulanya, mereka berada dalam keadaan pelekat. Apabila anjakan bertambah, kulit berkedut dan terkumpul di hadapan probe sfera, meningkatkan ketegangan permukaan kulit. Apabila jumlah daya tolakan dan tegangan permukaan melebihi daya geseran statik, gelongsor relatif berlaku di antara kulit dan fabrik pakaian penyamaran. Oleh itu, selepas menambah peluh tiruan, kulit pada mulanya melekat pada kain pakaian penyamaran dan kemudian meluncur.

Apabila beban biasa ialah 5 N, disebabkan oleh beban yang lebih tinggi, daya pelekat antara kulit dan fabrik meningkat. Antara muka antara fabrik pakaian penyamaran dan kulit berada dalam keadaan perantaraan gelongsor dan lekatan relatif dalam kedua-dua persekitaran kering dan basah, dengan jarak gelongsor yang dikurangkan berbanding apabila beban biasa ialah 1 N.

Rajah 5 menggambarkan taburan pekali geseran purata antara fabrik pakaian penyamaran yang berbeza dan kulit. Di bawah beban biasa 1 N, semua fabrik mempamerkan pekali geseran yang lebih tinggi dalam keadaan berpeluh berbanding dengan keadaan kering. Ini kerana penambahan peluh tiruan meningkatkan penghidratan kulit, membawa kepada peningkatan lekatan antara fabrik pakaian penyamaran dan kulit.

Akibatnya, rintangan geseran yang perlu diatasi meningkat, membawa kepada peningkatan pekali geseran. Ini selaras dengan penemuan Naik et al. Apabila beban normal meningkat kepada 5 N, tidak terdapat perbezaan yang ketara dalam pekali geseran purata antara fabrik dan kulit yang berbeza dalam keadaan kering dan basah. Ini kerana pada beban normal yang lebih tinggi, pergerakan relatif antara kulit dan fabrik memerlukan mengatasi komponen geseran ubah bentuk keanjalan kulit.

Pada masa yang sama, daya pelekat antara kulit dan fabrik juga meningkat. Walau bagaimanapun, pertambahan komponen geseran akibat ubah bentuk keanjalan kulit adalah lebih besar daripada pertambahan daya pelekat antara kulit dan fabrik. Oleh itu, bahan dan struktur fabrik, serta keadaan kering dan basah, kelihatan kurang penting dalam mempengaruhi rintangan geseran. Akibatnya, perbezaan dalam prestasi geseran antara fabrik dan kulit yang berbeza dalam keadaan kering dan basah adalah tidak ketara.

Di bawah beban biasa 1 N dan dalam keadaan kering, pekali geseran purata adalah seperti berikut: 3" > 2" > 1" > 5" > 4". Keputusan ini berkaitan dengan bahan dan struktur mengait fabrik. Menganalisis dari perspektif bahan, Fabrik 1" dan 5" diperbuat daripada 100% kapas, manakala Fabrik 4" adalah campuran 50% nilon dan 50% kapas. Bahan ini lebih lembut berbanding fabrik dengan poliester (2") dan viscose (3"), menghasilkan pekali geseran yang lebih rendah dengan kulit. Dari perspektif struktur mengait, struktur biasa (2", 3") mempunyai lebih banyak persimpangan dan apungan yang lebih pendek, membawa kepada kawasan sentuhan sebenar yang lebih besar dengan kulit, justeru pekali geseran purata yang lebih tinggi berbanding dengan struktur twill (1", 4") dan struktur gelung (5").

Selain itu, kehadiran struktur gentian mikro-cembung panjang pada permukaan fabrik juga mempengaruhi prestasi geseran. Fabrik 1", 3", dan 5" mempunyai gentian mikro-cembung yang panjang pada permukaannya, yang meningkatkan rintangan semasa geseran. Sebaliknya, Fabrik 2" dan 4" mempunyai permukaan yang lebih licin. Oleh itu, Fabrik 2" mempunyai geseran yang lebih rendah sedikit pekali berbanding Fabrik 3", dan Fabrik 4" mempunyai pekali geseran yang lebih rendah sedikit berbanding Fabrik 1" dan 5".

Di bawah beban biasa 1 N dan dalam keadaan basah, pekali geseran purata meningkat dengan ketara berbanding dengan keadaan kering. Membandingkan pekali geseran purata fabrik yang berbeza dalam keadaan basah, ia adalah seperti berikut: 2" > 4" > 3" > 1" > 5". Keputusan ini konsisten dengan hidrofilik fabrik. Semakin hidrofobik fabrik, semakin lebih banyak air yang ditolaknya, menghasilkan penghidratan kulit yang lebih kuat dan lekatan yang lebih besar pada antara muka antara fabrik pakaian penyamaran dan kulit, sekali gus membawa kepada pekali geseran yang lebih tinggi Ini kerana penghidratan kulit melembutkan stratum korneum dan membentuk jambatan kapilari. kawasan sentuhan dan lekatan sebenar [3-14]. Dalam operasi dan latihan ketenteraan sebenar, berpeluh tidak dapat dielakkan, dan kebanyakan masa kulit bersentuhan dengan peluh.

Oleh itu, apabila memilih pakaian penyamaran yang bersentuhan dengan kulit, sebaiknya pilih fabrik dengan penyerapan lembapan yang kuat (hydrophilicity), seperti kapas, dan fabrik dengan struktur mengait kepar atau gelung. Ini membantu mengurangkan geseran dengan kulit manusia.

3, Morfologi Permukaan Kulit

Untuk melihat dengan lebih baik kerosakan permukaan kulit yang disebabkan oleh geseran dengan fabrik pakaian penyamaran yang berbeza, Jadual 4 menyenaraikan perubahan dalam kekasaran permukaan sebelum dan selepas geseran kulit. Berbanding dengan kulit kumpulan kawalan, kekasaran permukaan sedikit meningkat selepas geseran kulit di bawah beban normal 1 N dalam kedua-dua keadaan kering dan basah. Walau bagaimanapun, peningkatan adalah kecil, yang disebabkan oleh beban yang lebih rendah mengakibatkan daya geseran yang kurang dan kurang pengelupasan stratum korneum permukaan kulit, yang membawa kepada perubahan minimum dalam kekasaran permukaan kulit.

Walau bagaimanapun, di bawah beban biasa 5 N dalam kedua-dua keadaan kering dan basah, perubahan dalam kekasaran permukaan kulit sebelum dan selepas geseran adalah ketara. Urutan peningkatan kekasaran permukaan kulit dalam keadaan kering dan basah adalah seperti berikut: 3 > 2 > 1 > 4.

Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih intuitif dan terperinci tentang perubahan dalam morfologi permukaan kulit, Rajah 6 menggambarkan imej 3D kulit dalam geseran dengan fabrik pakaian penyamaran yang berbeza di bawah beban biasa 5 N dan dalam keadaan kering.

Daripada Rajah 6, dapat diperhatikan bahawa permukaan kulit kumpulan kawalan (tanpa geseran) adalah agak licin (Rajah 6(a)), menunjukkan struktur tekstur yang berbeza dengan kekasaran permukaan yang minimum.

Walau bagaimanapun, selepas geseran dengan Fabrik 2 (Rajah 6(c)) dan 3 (Rajah 6(d)), permukaan kulit menjadi tidak sekata dengan beberapa tekstur hilang, mengakibatkan peningkatan kekasaran permukaan. Ini disebabkan oleh gentian Fabrik 2 dan 3 yang menonjol panjang, yang mempunyai struktur tenunan biasa dan tekstur yang agak keras, menghasilkan pekali geseran yang lebih tinggi semasa geseran. Akibatnya, mereka terdedah kepada menggaru kulit, menyebabkan pemisahan stratum korneum dan koyak epidermis, yang membawa kepada kebocoran cecair tisu.

Sebaliknya, selepas geseran dengan Fabrik 1, 4, dan 5, permukaan kulit kekal agak licin, dengan gangguan minimum pada struktur tekstur dan kurang trauma pada kulit. Walaupun tiada perbezaan ketara dalam pekali geseran purata antara fabrik dan kulit dalam keadaan kering dan basah apabila beban normal meningkat kepada 5 N, bahan dan struktur fabrik masih mempengaruhi tahap kerosakan permukaan kulit.

Oleh itu, dalam pemilihan pakaian penyamaran, adalah dinasihatkan untuk memilih fabrik yang bertekstur lembut, seperti kapas, dan fabrik dengan struktur mengait kepar untuk mengurangkan kerosakan geseran pada kulit. Selain itu, usaha perlu dilakukan untuk meminimumkan beban sentuhan antara kulit dan fabrik, dengan itu mengurangkan daya geseran pada permukaan dan mengurangkan kesan ricih antara lapisan epidermis, dengan itu mengurangkan risiko koyakan epidermis.

Kesimpulan:
          a. Di bawah beban biasa 1 N, persekitaran basah meningkatkan lekatan antara fabrik dan kulit, menghasilkan pekali geseran yang lebih tinggi antara fabrik dan kulit dalam keadaan basah berbanding dengan keadaan kering. Apabila beban biasa meningkat kepada 5 N, keadaan kering/basah antara muka tidak mempunyai kesan ketara ke atas pekali geseran antara fabrik dan kulit.

          b. Dalam keadaan kering, prestasi geseran antara fabrik pakaian penyamaran yang berbeza dan kulit adalah berkaitan dengan bahan dan struktur mengait fabrik. Fabrik yang diperbuat daripada kapas tulen dan dengan struktur kepar mempamerkan pekali geseran yang lebih rendah dengan kulit. Dalam keadaan basah, prestasi geseran antara fabrik pakaian penyamaran yang berbeza dan kulit adalah berkaitan dengan hidrofilik fabrik. Fabrik dengan hidrofobisiti yang lebih kuat meningkatkan pekali geseran antara fabrik dan kulit disebabkan oleh penghidratan kulit yang dipertingkatkan dan lekatan antara muka.

          c. Fabrik dengan struktur tenunan biasa yang agak keras cenderung menyebabkan permukaan kulit menjadi kasar selepas geseran, mengakibatkan pelbagai peringkat pemisahan stratum korneum dan koyak epidermis, sekali gus meningkatkan risiko kerosakan permukaan kulit.