Плотностью- ч и с л о м н и т е й о с н о в ы и у т к а, расположенных на условной длине, равной 100 мм, соответственно, плотностью по основе По и плотностью по утку Пу.
Ткани могут быть равноплотными, т.е. иметь одинаковую плотность в обеих системах нитей, и неравноплотными — с различной плотностью по основе и утку.
Соотношением плотностей по основе и утку определяется форма ячейки ткани. При увеличении плотности по основе нити сдвигаются в вертикальном направлении, при увеличении плотности по утку-в горизонтальном. Вследствие этого ячейки ткани перестают быть симметричными и вытягиваются в том или ином направлении.
Форма ячейки ткани является одним из основных параметров, определяющих сходство или различие механических свойств ткани в долевом и поперечном направлении.
Максимальная деформация тканей из нитей одинакового строения и толщины происходит в направлении диагонали ячейки: в равноплотных тканях под углом 45.
При одинаковой фактической плотности, т. е. одинаковом числе нитей на единицу длины ткани, степень заполнения ткани нитями может быть различной в зависимости от толщины последних. Поэтому для получения сравнимых характеристик вводятся понятия заполнения и наполнения тканей.
Линейное заполнение ткани по основе Ео и по утку Еу, %, показывает, какая часть длины ткани вдоль основы или утка занята поперечниками параллельно лежащих нитей (без учёта их переплетения с нитями перпендикулярной системы).
Линейное заполнение определяется как отношение фактического числа нитей основы По или утка Пу, расположенных на длине L, к максимально возможному числу нитей Пmax того же диаметра d, которые теоретически могут быть расположены без промежутков, сдвигов и смятий на аналогичной длине.
При определении плотности на длине L=100 мм максимальная плотность Пmax=100/d: отсюда линейное заполнение, %, по основе Eо=100% (dо По/100)=dо По, по утку Eу=100(dу Пу/100)=dу Пу.
Определяя расчётный диаметр нитей по формуле d= А / 31,6 и подставляя его значение, получаем окончательные формулы для расчёта линейного заполнения:
где А- коэффициент зависящий от природы волокна (таблица в лабор. работах).
В зависимости от назначение ткани линейное заполнение ее может изменяться от 25 до 150%. Ниже приведены ориентировочные показатели линейного заполнения тканей различного назначения, %:
Вид (волокнистый состав) тканей Ео / Еу
Бельевые -хлопок, химические волокна 40-60 / 40-50
Платьевые -хлопок, шерсть, химические 40-70 / 35-60
Костюмные- хлопок, шерсть, химические 65-125 /50-90
Пальтовые -хлопок, шерсть, химические 50-150 /40-130
Если линейное заполнение ткани больше максимальной плотности т.е больше 100%, нити или сплющиваются, принимая эллиптическую форму, или располагаются со сдвигом на разной высоте. По линейному заполнению могут быть рассчитаны размеры полей просвета (сквозных пор) ткани (рис. 30), мм:
Линейное наполнение, Н%,показывает, какая часть длины ткани вдоль основы или утка занята поперечниками нитей обеих систем с учётом их переплетения.
Образование каждого поля связи, т.е переход нити с лицевой стороны на изнаночную и с изнаночной стороны на лицевую, влечёт за собой раздвигание нитей противоположной системы. Чем больше полей связи имеет переплетение в пределах рапорта, чем меньше может быть максимальная плотность ткани. Таким образом, с учетом числа полей связи в рапорте линейное наполнение характеризует степень уплотненности (напряженности) ткани.
Ткани с более редкими полями связи, в которых отдельные группы нитей получают возможность располагаться вплотную, обладают большей наполненностью, чем ткани с короткими перекрытиями и частыми полями связи. Поэтому, например, ткани атласного переплетения можно вырабатывать со значительно большей плотностью, чем ткани полотняного переплетения.
Читайте также: Дерево в разрезе ткани
Чтобы рассчитать фактическое наполнение по основе и утку ткани произвольного переплетения, нужно определить, какую часть от общей длины раппорта составит длина, заполненная поперечниками нитей основы и утка. Для этого, зная расчётные диаметры нитей основы dо и утка dу, устанавливают число нитей n рапорта в направлении одной системы и число полей связи С, образуемых в рапорте перпендикулярной системы. При плотности Пна длине 100 мм и числе нитей в рапорте n длина рапорта LR = 100 n / П.
Отсюда линейное наполнение, %, по основе Ho и утку Hу
Связь элементов в ткани может характеризоваться коэффициентом связанности по основе Ко и по утку Ку, представляющим собой отношение линейного наполнения к линейному заполнению:
Для ткани полотняного переплетения Ко,у=2, саржи Ко, у=1,5, сатина Ко, у=1,25.
Поверхностное заполнение Епов, %, характеризуется отношением площади ткани, заполненной проекциями нитей основы и утка, ко всей площади ткани.
Так как, переплетаясь между собой, нити основы и утка накладываются одна на другую, то площадь их проекций меньше площади, занимаемой каждой из составляющих в отдельности.
Допустим, площадь одной ячейки ткани -АВСD (рис. 30), площадь проекции нитей основы — АВМК и нити утка- AFID. Тогда по- верхностное заполнение рассматриваемой площади ткани Епов,%, равно.
 |
Зная поверхность заполнение ткани, можно определить ее поверхностную пористость Rпов, показывающею отношение площади сквозных пор к площади всей ткани,%.
Поверхностное наполнение Н, %, В. П. Склянников характеризует отношением условно- минимальной площади Smin, которую могла бы занимать ткань при ее условно-максимальной уплотненности, к фактической площади Sфакт, занимаемой данной тканью.
Коэффициент наполнения ткани определяется по формуле
Предполагая, что при максимальной уплотненности ткани свободных полей просвета нет, величина условно-минимальной площади ткани может быть подсчитана по формуле
где Sc, Sп ,Sпр–площадь поля связи, контакта просвета;
nc, nн , nпр – число полей связи, контакта, просвета
В зависимости от числа полей связи изменяется условно –минимальная площадь ткани. Максимальную площадь при одинаковой плотности будет занимать ткань полотняного переплетения, так как она имеет максимально возможное число полей связи.
Поверхностное наполнение, учитывающие число полей связи в рапорте, лучше, чем поверхностное заполнение, характеризует уплотненность ткани.
Объемное заполнение Ev, %, показывает, какую часть объема ткани составляет объем нитей основы и утка.
где mн и mт – масса нитей и ткани;
dн и dт — объемная масса нитей и ткани.
Так как массы нитей и тканей равны, получаем уравнение
т.е. объемное заполнение может быть выражено как отношение объемной массы ткани к объемной массе нитей.
Ориентировочно показатели объемной массы хлопчатобумажных тканей составляют 0,25-0,5; льняных 0,4-0,7; шерстяных 0,15-0,4 г/см 3 .
Заполнение по массе Еm ткани, %, определяется отношением массы нитей к массе, которую мог бы иметь материал при условии полного отсутствие пор как между нитями, так внутри нитей между волокнами и макромолекулами:
где g — плотность вещества волокон.
Общая пористость ткани, %, характеризует долю всех промежутков между нитями, внутри нитей и волокон:
Общая пористость тканей колеблется от 50 до 85%.
Заполнение, пористость и наполнение ткани
Эти характеристики, используемые для оценки заполненности тканей волокнистым материалом, влияют на различные свойства тканей. По соотношению показателей линейного наполнения и заполнения оценивают связность нитей в ткани.
Линейное заполнение ткани по основе Еоили по утку Еупоказывает, какой процент длины прямолинейного отрезка по основе или утку заполняют поперечные сечения нитей другой системы – утка или основы. При этом линейное заполнение не учитывает вид переплетения и не зависит от него.
Читайте также: Чистая ткань пятновыводитель кифа
Линейное заполнение ткани по основе Ео, % (по линии 0 – 01 рис. 4), , линейное заполнение ткани по утку Еу, % (по линии Y—Y1), Еу = 100dу/b = dуПу, где dои dy – диаметры нитей основы и утка, мм; а и b – расстояния между осями соседних нитей основы и утка, мм; По и Пу– число нитей на 100 мм по основе и утку.
Если значения диаметра нитей выразить через линейную плотность , то формулы принимают вид , ,где То и Ту — линейная плотность нитей основы и утка, текс; d0 и dУ – средняя плотность нитей основы и утка, мг/мм 3 .
Отсюда следует, что Ео=Еу=100%соответствуют a = do и b = dy, т. е. теоретически максимально возможной плотности ткани без учета второй системы и сплющивания нитей. Значения Е >100 % указывают на сплющивание нитей или смещение по высоте расположения центров их сечений с шагом а или b, меньшим значения диаметра нитей.
Рис. 4. Схема для расчета линейного, поверхностного заполнений и линейного наполнения ткани
Размеры сквозных пор в ткани а0 и bо, мм, (рис. 3) можно определить при Е £ 100% без учета сплющивания и смещения нитей по толщине по формулам: и
Поверхностное заполнение Еs, %, ткани определяется отношением площади проекций обеих систем нитей (AGJD + FHCJ) в минимальном элементе ткани (ABCD на рис. 4) к площади этого элемента. За минимальный элемент принимают участок ткани, ограниченный одноименными (левыми и нижними) образующими соседних нитей. Его размер не зависит от вида и раппорта переплетения.
Формула справедлива для значений Ео£ 100% и Еу£ 100 %. Если Ео>100 % или Еу>100 %, это соответствует Еs = 100%, т. е. полному заполнению поверхности ткани и отсутствию в ней сквозных пор.
Объемное заполнение EV, %, ткани определяется отношением объема нитей Vн в ткани к объему VT ткани:
Если считать, что средняя плотность нитей основы и утка одинакова и равна , (где М – масса ткани объемом VT), то , где dТ и dн – средняя плотность ткани и нитей, мг/мм 3 .
Заполнение ткани по массе Eм %, определяется отношением массы М нитей в ткани к ее максимальной массе Мmaх при условии полного заполнения всего объема ткани VT веществом волокна или нити: или , где g — плотность вещества волокон или нитей, мг/мм 3 .
Если обозначить объем вещества Vв в ткани без воздушных промежутков, то его масса M, т. е. равна массе нитей. Отсюда,
Следовательно, заполнение ткани по массе показывает долю (в процентах) объема вещества в контурном объеме ткани.
Относительная пористость ткани оценивается различными характеристиками. Поверхностная пористость As, %, показывает отношение площади сквозных пор к площади всей ткани: . Объемная пористость Av, %, показывает долю воздушных промежутков только между нитями: . Общая пористость Аобщ, %, характеризует процентную долю вткани всех промежутков между нитями и волокнами, а также внутри них: .
Линейное наполнение показывает, какой процент длины прямолинейного отрезка ткани (w – w1) или (z – z1) составляет сумма диаметров поперечных сечений нитей двух систем, показанных внизу на рис. 4 жирными линиями, без учета сплющивания или наклонного расположения.
Линейное наполнение по основе Но, %, определяют по следующим исходным параметрам. Если плотность по основе По нитей на 1 дм, а число нитей основы в раппорте Ro,то длина раппорта в миллиметрах . При числе уточных перекрытий в раппорте tудлина LRо заполняется Roнитями основы с диаметром d0 и 2 tунитями утка с диаметром dy. Следовательно:
Читайте также: Смоется ли перманентный маркер с ткани при стирке
Линейное наполнение по утку Ну, %, определяют аналогично по формуле , где t0 – число основных перекрытий в раппорте.
В зависимости от заполнения и наполнения ткани изменяются многие ее свойства. При малом заполнении ткань обычно бывает легкой, гибкой, имеет повышенную проницаемость и теплопроводность. При увеличении плотности, заполнении и наполнении ткани возрастает связь элементов ее структуры, увеличивается поверхностная плотность, прочность и износостойкость, а проницаемость и теплопроводность уменьшаются. При очень высоком заполнении и наполнении ткань становится жесткой и тяжелой. В некоторых случаях высокое заполнение по одной системе нитей используют для получения гладкой блестящей поверхности ткани.
Механические свойства
Механические свойства определяют отношение текстильных полотен к различно приложенным внешним усилиям, вызывающим деформацию растяжения, сжатия, изгиба, а также тангенциальное сопротивление полотен и такие связанные с ним явления, как раздвижка нитей в тканях, осыпаемость, прорубаемость, спуск петель в трикотаже и др.
Прочность при растяжении — важный показатель механических свойств текстильных полотен, определяющий их целостность. Сопротивление структуры полотен (систем нитей, волокон нитей и волокон) зависит от многих факторов. К ним относятся и условия деформирования (среды, скорости растяжения) и состояние структуры полотен. Известен ряд теорий прочности.
При растяжении текстильных полотен до разрыва могут быть определены следующие показатели механических свойств:
— разрывная нагрузка Рр, Н — наибольшее усилие, выдерживаемое единичной пробой до разрыва;
— давление на пробу sп, Па, при продавливании мембраной;
— удельная разрывная нагрузка Р0, кН´м/кг, которая применяется для сравнения разрывной нагрузки текстильных полотен разной массы и рассчитывается по формуле
где Рр – абсолютная разрывная нагрузка, Н; rS – поверхностная плотность полотна, г/м 2 ; ар – рабочая ширина полоски пробы, мм.
— разрывное напряжение sр, Па, — относительная нагрузка, выражающая отношение разрывной нагрузки Рр к площади S поперечного сечения единичной пробы, на практике разрывное напряжение определяют по формуле:
При наличии элементов структуры с разной плотностью вещества нитей необходимо рассчитать средневзвешенную плотность gc кг/м 3 , нитей:
где aI —— доли нитей по массе в пробе, сопротивляющихся растяжению.
Для тканей b трикотажа разрывную нагрузку по длине (основе) и ширине (по утку) можно рассчитать с учетом массы материала разрываемой системы нитей.
где С– доля массы нитей той системы, по направлению которой происходит растяжение.
Удлинение при разрыве lр, мм, представляющее собой приращение длины единичной пробы, определяют по формуле:
где LK конечная (к моменту разрыва) длина единичной пробы, мм; Lo – длина между зажимами, мм.
Относительное удлинение при разрыве eР – это удлинение при разрыве, выраженное в процентах от первоначальной длины:
К комплексным показателям механических свойств текстильных полотен при растяжении до разрыва относится работа разрыва (абсолютная, удельная и объемная). Абсолютная работа разрыва Rр, Дж, – работа, совершаемая внешними силами при растяжении единичной пробы до разрушения. Ее рассчитывают по формуле:
где lр – коэффициент полноты диаграммы , где Sф – фактическая интегральная площадь под кривой растяжения (рис., a Sobc); S – интегральная площадь прямоугольника с координатами Рр и lp(Sobca) (см. рис 4).
 Рис. 5. Диаграмма растяжения элементарной пробы полотна: а – неполная; б – полная |
При разрыве текстильных полотен во многих случаях разрушение пробы происходит не мгновенно, а с убыванием. Тогда полная работа где R2 – работа по разрушению неразорвавшихся элементарных звеньев структуры. Удельная работа разрыва rр, Дж/г, |
– работа разрушения структуры, от отнесенная к единице массы:
где МР – масса рабочей части полоски пробы, г.
Объемную работу разрыва rv, Дж/см 3 , определяют по формуле:
где VP – объем рабочей части единичной пробы, см 3 .
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом