Инновatsiонные подходы к проектированию трикотажных полотен с заданными эластическими свойствами для одежды сегмента 0–3 года

Введение. Одежда для детей сегмента «0–3 года» предъявляет к текстильным материалам максимально жёсткие требования, так как сочетает функции защиты, обеспечения физиологического комфорта и сопровождения высокой двигательной активности при ещё незрелых барьерных и терморегуляторных механизмах организма ребёнка. Кожа младенцев и детей раннего возраста тонкая и высокопроницаемая, что повышает чувствительность к механическому давлению и химическим веществам, содержащимся в материале. Одновременно активные движения, частые изменения позы и значительные деформации одежды требуют от материалов высокой растяжимости и способности к восстановлению формы. Традиционные подходы к разработке трикотажных полотен ориентированы преимущественно на общее повышение эластичности и прочности за счёт включения синтетических эластомерных волокон, прежде всего эластана. Однако для сегмента «0–3 года» этого недостаточно: неконтролируемое увеличение доли эластана или изменение плотности вязания без учёта физиологии ребёнка может ухудшить воздухопроницаемость, влагообмен, усилить давление на кожу и увеличить риск перегрева. В этих условиях востребованы инновационные подходы к проектированию трикотажных полотен, при которых эластические свойства не просто повышаются, а целенаправленно задаются и распределяются в соответствии с возрастными особенностями и сценариями двигательной активности. Развитие теории петлевых структур, анизотропного деформационного поведения трикотажа и использование комплексных волокнистых составов (хлопок, органический хлопок, бамбук с добавкой эластана) создают основу для проектирования полотен с заранее “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №2/2026 347 Textile and light industry technologies заданными уровнями растяжимости и восстановления формы. Современные исследования микрогеометрии петель, трёхмерной структуры трикотажа и влияния эластановых нитей на механический отклик материала подтверждают возможность управлять эластичностью за счёт комбинации структуры и состава без ущерба для гигиенических характеристик. Цель настоящей работы — раскрыть инновационные подходы к проектированию трикотажных полотен с заданными эластическими свойствами для одежды детей сегмента «0–3 года», основанные на управлении петлевой структурой и волокнистым составом при строгом соблюдении требований безопасности и физиологического комфорта. Для достижения этой цели рассматриваются современное состояние вопроса об эластичных трикотажах, особенности анизотропного деформационного поведения, роль эластановых нитей и структурных комбинаций, а также возрастно ориентированные диапазоны эластичности для детей раннего возраста. Методы. Объектом исследования являются трикотажные полотна на основе хлопка и его модификаций (включая органический хлопок и бамбуковые волокна) с добавлением эластановых нитей, предназначенные для изготовления одежды детей 0–3 лет. Предмет исследования составляет совокупность структурных и композиционных решений (тип переплетения, плотность петель, характер включения эластана, волокнистый состав), обеспечивающих заданные уровни эластичности при сохранении гигиенической безопасности и комфортного микроклимата под одеждой. Методологическая база включает: теоретический анализ петлевых структур трикотажа и их анизотропии; обобщение данных о свойствах эластомерных волокон, прежде всего эластана; использование нормативных требований к материалам для детской одежды; а также структурно-функциональную интерпретацию влияния конструкции полотна на поведение изделия в эксплуатации. Анализ анизотропной петлевой структуры Рассматривается, как геометрия петель и их пространственное расположение определяют различия в деформационном поведении по направлениям рядов и столбиков. При растяжении по курсовому направлению преобладает изменение формы петель, тогда как при растяжении по столбикам ведущим механизмом становится удлинение нити. Это позволяет использовать анизотропию как инструмент задания направленной эластичности: повышать растяжимость в тех направлениях, которые соответствуют основным векторам движения ребёнка, и удерживать стабильность в других. Обобщение данных о эластановых волокнах и композициях Используются результаты исследований, показывающих, что эластомерные волокна (Lycra, Spandex и др.) способны обеспечивать очень высокие уровни растяжимости (до сотен процентов) при сохранении способности к восстановлению формы. В то же время для детской одежды допускаются лишь небольшие массовые доли эластана (порядка 3–5%), встроенные в хлопковую или бамбуковую основу, что требует от проектировщика искать оптимальные схемы введения эластановой нити (полное или частичное покрытие, разные шаги включения) и сочетать их с выбором переплетения. Нормативно-регламентирующий анализ Оцениваются требования международных и региональных стандартов: OEKO-TEX Standard 100 (1-й класс для детей 0–3 лет), Global Organic Textile Standard для органических волокон, EN 14682 для конструктивной безопасности, а также ISO-стандарты по растяжимости, прочности и тепло-влажностным свойствам (ISO 14704-1, ISO 13934-1, ISO 11092). Эти документы задают рамочные условия, в пределах которых должны лежать значения эластичности, остаточных деформаций, содержания химических веществ и параметров микроклимата под одеждой. Структурно-функциональный подход На основе сопоставления особенностей двигательной активности детей 0–3 лет и деформационного поведения различных трикотажных структур формируется понимание того, какие диапазоны эластичности (20– Development of science and technology Scientific and technical journal №2/2026 348 To‘qimachilik va yengil sanoat texnologiyalari 30% для мягкого облегания, 25–40% и выше для старших возрастов) являются безопасными и функционально оправданными. Числовые значения берутся из исходного материала и используются только в качественных выводах без дополнительной детализации. Результаты. Анизотропия трикотажной структуры как инструмент управления эластичностью. Анализ петлевой структуры показывает, что трикотажные полотна являются по природе анизотропными: их растяжимость и характер деформации существенно различаются в поперечном и продольном направлениях. При растяжении по курсу петли вытягиваются и перестраиваются, обеспечивая значительное удлинение при умеренных нагрузках, в то время как растяжение по столбикам связано преимущественно с удлинением нити и имеет иной характер напряжённо-деформированного состояния. Это свойство позволяет задавать направленные эластические характеристики: ориентировать полотно в изделии так, чтобы максимальная растяжимость приходилась на направления, соответствующие сгибанию конечностей, изменениям объёма грудной клетки и живота при дыхании, и при этом поддерживать достаточную стабильность формы в других зонах. Композиционные решения с эластаном для сегмента «0–3 года» Показано, что для получения заданных эластических свойств без ухудшения гигиенических характеристик целесообразно использовать хлопок и его органические разновидности как основное волокно, а эластан вводить в ограниченных количествах, формируя композитные нити и структуры. Даже небольшая доля эластана (2–3%, максимум 3–5%) в составе трикотажных полотен заметно повышает растяжимость и способность к восстановлению формы, что важно для сохранения внешнего вида изделия после многократных деформаций. При этом гигиенические и экологические преимущества хлопка и бамбуковых волокон сохраняются, если соблюдаются требования OEKO-TEX и GOTS к чистоте сырья и отсутствию опасных химических веществ. Инновационность подхода состоит в том, что эластан рассматривается не как универсальное средство «максимального растяжения», а как элемент тонкой настройки: через выбор его доли, способа включения (полное/частичное покрытие, шаг включения 1+1, 1+3 и др.) и сочетания с типом переплетения можно получать разные профили эластичности — от мягкого, почти незаметного облегания для младенцев до более выраженного удерживающего эффекта в отдельных деталях. Структурные комбинации переплетений для заданных эластических профилей Сопоставление различных типов переплетений показывает, что каждый из них формирует свой характер эластичности и тактильного контакта с кожей, что может использоваться как элемент инновационного проектирования. Гладь, обладая высокой растяжимостью по ширине и мягкой поверхностью, подходит для основных зон изделия, где требуется свободное облегание и равномерное распределение давления. Резинки (1×1, 2×2) позволяют создавать локальные зоны повышенной эластичности и устойчивого восстановления формы — манжеты, пояса, горловины — которые мягко фиксируют изделие и препятствуют его сползанию, не создавая при этом жёсткой компрессии. Интерлок за счёт двуслойности и стабильности структуры обеспечивает комфортную посадку и устойчивую форму для базовых изделий (боди, распашонки, ползунки) детей сегмента «0–3 года». Инновационный подход заключается в построении комбинированных конструкций полотен и изделий, где разные переплетения и плотности вязания распределены по функциональным зонам: в одних местах усиливается растяжимость и способность к деформации, в других — устойчивость к растяжению и поддержание формы. Это позволяет формировать «карты эластичности» изделия, согласованные с типичными движениями и позами ребёнка. Возрастно ориентированные диапазоны эластичности и их учёт в проектировании С учётом особенностей двигательной активности детей разных возрастов и изложенных в исходном материале рекомендаций выделены диапазоны эластичности, которые могут “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №2/2026 349 Textile and light industry technologies служить ориентиром при проектировании полотен с заданными свойствами. Для сегмента «0–3 года» рекомендована мягкая эластичность с растяжимостью порядка 20–30%, обеспечивающая отсутствие выраженного компрессионного эффекта и сохранение комфортного давления на кожу. При этом общие диапазоны растяжимости для детских трикотажей (по ширине 25–40%, по длине 15–25%) задают поле, внутри которого конструктор может варьировать параметры в зависимости от конкретного назначения изделия и его зонального строения. Использование этих диапазонов в связке с выбором волокнистого состава, вида переплетения и плотности вязания позволяет рассматривать эластичность не как фиксированное свойство материала, а как проектируемый параметр, задаваемый на стадии разработки полотна. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что инновационность подходов к проектированию трикотажных полотен для сегмента «0–3 года» заключается не только в применении эластановых волокон, но в целенаправленном управлении анизотропной петлевой структурой, композиционным составом и зональной комбинацией переплетений. Это позволяет задавать требуемые уровни и направления эластичности с учётом возрастных особенностей ребёнка, требований стандартов и реальных сценариев эксплуатации одежды. Обсуждение. Представленные подходы демонстрируют, что проектирование трикотажных полотен с заданными эластическими свойствами для одежды сегмента «0–3 года» следует рассматривать как инженерную задачу на стыке текстильной структуры, материаловедения и детской физиологии. В отличие от традиционного «усиления» эластичности за счёт увеличения доли синтетических компонентов, инновационный подход основан на использовании внутренних резервов петлевой структуры и рациональной комбинации волокон. Ключевой результат состоит в понимании того, что анизотропия трикотажа может быть не только учитываемым фактором, но и целенаправленно используемым ресурсом. Ориентируя направление максимальной растяжимости по линиям основных движений ребёнка и одновременно стабилизируя другие направления за счёт выбора переплетения и плотности, можно проектировать полотна, которые «следуют» за телом ребёнка, минимизируя локальные перегрузки и зоны повышенного давления. При этом использование натуральной основы (хлопок, органический хлопок, бамбук) с небольшими добавками эластана позволяет сохранить гигиеническую безопасность и комфортный микроклимат, что подтверждается требованиями международных стандартов. Практическая значимость обсуждаемых подходов заключается в формировании логики, понятной для конструкторов и технологов. На уровне проектирования полотна она может быть описана как последовательность шагов: выбор натуральной основы с подтверждённой экологической безопасностью; определение минимально достаточной доли эластана и схемы его включения; подбор переплетения и плотности, формирующих целевой профиль эластичности; ориентация полотна в изделии с учётом направлений движения ребёнка. На уровне изделия это выливается в зональное распределение структур: мягко растяжимые области — в зонах активной деформации, более стабильные — в зонах опоры и фиксации. Вместе с тем необходимо отметить, что представленные решения опираются преимущественно на структурно-механический и нормативный анализ и нуждаются в дальнейшем количественном подтверждении в условиях реальной эксплуатации. Перспективные направления включают измерение распределения давления одежды на теле ребёнка, изучение динамики температурно-влажностного режима под одеждой и анализ субъективного комфорта детей и родителей в зависимости от структурных параметров материала. Важным шагом может стать применение трёхмерного моделирования Development of science and technology Scientific and technical journal №2/2026 350 To‘qimachilik va yengil sanoat texnologiyalari трикотажных структур и биомеханики движений, что позволит ещё более точно задавать и прогнозировать эластические свойства полотен. В обобщающем плане можно заключить, что инновационные подходы к проектированию трикотажных полотен с заданными эластическими свойствами для одежды сегмента «0–3 года» основаны на сочетании анизотропной петлевой структуры, рационального волокнистого состава и зональной комбинации переплетений и плотностей вязания. Такой подход позволяет создавать материалы, которые одновременно отвечают требованиям безопасности, физиологического комфорта и функциональности, и может служить основой для дальнейшего развития ассортимента детской одежды в направлении более «умных» и адаптивных текстильных решений. Использованная литература 1. Su C.-I., Yang H.-Y. Structure and elasticity of fine elastomeric yarns. Textile Research Journal, 2004, 74, 1041–1044. 2. Kielty C.M., Sherratt M.J., Shuttleworth C.A. Elastic fibres. Journal of Cell Science, 2002, 115, 2817–2828. 3. Senthilkumar M., Anbumani N., Hayavadana J. Elastane fabrics — a tool for stretch applications in sports. Indian Journal of Fibre & Textile Research, 2011, 36, 300–307. 4. (Эластичность и воздухопроницаемость трикотажных материалов для одежды; электронный ресурс: https://journals.ekb.eg/article_32757.html).[1] 5. Tajiri K., Murakami R., Kobayashi S., Tarumi R., Sano T.G. Three-dimensional structure and mechanics of knitted fabrics (arXiv:2410.13307). 6. Vrljičak Z. Pletiva. University of Zagreb, Faculty of Textile Technology, Croatia, 2019, p. 52. 7. Kowalski K., Karbowski K., Klonowska M., Ilska A., Sujka W., Tyczynska M., Wlodarczyk B., Kowalski T.M. Influence of a compression garment on average and local changes in unit pressure. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2017, 25, 68–74. 8. Gries T. Elastische Textilien. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main, Germany, 2005, p. 23. 9. Senthilkumar M., Anbumani N., de Araujo M. Elastic properties of spandex plated cotton knitted fabric. Journal of the Institution of Engineers, 2011, 92. 10. Eryuruk S.H., Kalaoglu F. Analysis of the performance properties of knitted fabrics containing elastane. International Journal of Clothing Science and Technology, 2016, 28, 463–479. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗМОТКИ КОКОНОВ В ШЕЛКОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ¹Ботиров А., ²Рахимов А., ³Шарибаев Н. ¹ Ферганский государственный технический университет, Фергана, Узбекистан ² Андижанский государственный технический институт, Андижан, Узбекистан ³ Наманганский государственный технический университет, Наманган, Узбекистан Аннотация. В статье исследуется использование ультразвуковой технологии для улучшения процесса размотки коконов в шелковом производстве. Особое внимание уделяется оптимизации стадии замачивания коконов с применением ультразвукового воздействия, что способствует снижению энергопотребления, повышению качества шелковой нити и росту производительности. Представлена математическая модель, отражающая зависимость производительности процесса от параметров ультразвуковой обработки, а также проанализировано влияние частоты, мощности и продолжительности воздействия на количество обрывов нити. Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными подтвердило результативность предложенного технологического подхода. Ключевые слова: ультразвук, размотка коконов, шелковое производство, математическая модель, качество нити, энергосбережение, производительность. “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №2/2026 351