2. Плотность ткани

Плотность ткани по основе П_о или утку П_у определяется числом нитей основы или утка на 100 мм по ширине или длине ткани. Плотность различных тканей изменяется в больших пределах: от 50 до 1270 нитей на 1 дм, у большинства тканей от 100 до 500 нитей на 1 дм. При одинаковой плотности ткани из более тонких нитей получаются более разреженными, а из более толстых нитей - более плотными. Поэтому для оценки заполненности ткани волокнистым материалом используют различные характеристики заполнения, пористости и наполнения.

Оценку плотности тканей проводят по следующим характеристикам:

- линейная плотность ткани, г/мм

(49)

где М - масса точечной пробы ткани, г; L - длина пробы, мм.

- поверхностная плотность ткани г/м²

(50)

где В - ширина точечной пробы ткани, мм.

- расчетная поверхностная плотность ткани (без учета уработки), г/м²

(51)

где Т_о и Т_у - линейные плотности нитей основы и утка; П_о и П_у - число нитей соответственно основы и утка на 100 мм ткани.

- средняя плотность ткани, мг/мм³

(52)

или

(53)

где в - толщина точечной пробы ткани, мм.

3. 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 Е_о или по утку Е_у показывает, 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.

Линейное заполнение ткани по основе Е_о, % (по линии 0 – 0₁ рис. 20), , линейное заполнение ткани по утку Е_у, % (по линии Y—Y₁), Е_у = 100dу/b = d_уП_у, где d_о и d_y – диаметры нитей основы и утка, мм; а и b – расстояния между осями соседних нитей основы и утка, мм; П_о и П_у – число нитей на 100 мм по основе и утку.

Если значения диаметра нитей выразить через линейную плотность , то формулы принимают вид , ,где Т_о и Т_у - линейная плотность нитей основы и утка, текс; ₀ и _У – средняя плотность нитей основы и утка, мг/мм³.

Отсюда следует, что Е_о=Е_у=100% соответствуют a = d_o и b = d_y, 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. 20. Схема для расчета линейного, поверхностного заполнений

и линейного наполнения ткани

Размеры сквозных пор в ткани а₀ и b_о, мм, (рис. 20) можно определить при Е  100% без учета сплющивания и смещения нитей по толщине по формулам: и

Поверхностное заполнение Е_s, %, ткани определяется отношением площади проекций обеих систем нитей (AGJD + FHCJ) в минимальном элементе ткани (ABCD на рис. 20) 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.

или

Формула справедлива для значений Е_о 100% и Е_у 100 %. Если Е_о>100 % или Е_у>100 %, это соответствует Е_s = 100%, т. е. полному заполнению поверхности ткани и отсутствию в ней сквозных пор.

Объемное заполнение E_V, %, ткани определяется отношением объема нитей V_н в ткани к объему V_T ткани:

Если считать, что средняя плотность нитей основы и утка одинакова и равна , (где М – масса ткани объемом V_T), то , где _Т и _Н – средняя плотность ткани и нитей, мг/мм³.

Заполнение ткани по массе E_м %, определяется отношением массы М нитей в ткани к ее максимальной массе М_maх при условии полного заполнения всего объема ткани V_T веществом волокна или нити: или , где  - плотность вещества волокон или нитей, мг/мм³.

Если обозначить объем вещества V_в в ткани без воздушных промежутков, то его масса , 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 A_s, %, показывает отношение площади сквозных пор к площади всей ткани: . Объемная пористость A_v, %, показывает долю воздушных промежутков только между нитями: . Общая пористость А_общ, %, характеризует процентную долю в ткани всех промежутков между нитями и волокнами, а также внутри них: .

Так как при определении _т и E_м объем ткани V_T измеряется по ее внешнему контуру, то в общую пористость А_общ включается также рельефная воздушная прослойка В вследствие отклонения фактической поверхности ткани от плоскости. Ориентировочно .

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. 20 жирными линиями, без учета сплющивания или наклонного расположения [9].

Линейное наполнение по основе Н_о, %, определяют по следующим исходным параметрам. Если плотность по основе П_о нитей на 1 дм, а число нитей основы в раппорте R_o, то длина раппорта в миллиметрах . При числе уточных перекрытий в раппорте t_у длина L_Rо заполняется R_o нитями основы с диаметром d₀ и 2 t_у нитями утка с диаметром d_y. Следовательно:

(54)

или

(55)

Линейное наполнение по утку Н_у, %, определяют аналогично по формуле

(56)

где t₀ – число основных перекрытий в раппорте.

Коэффициент связности учитывает связи, обусловленные переходом нитей одной системы с лица на изнанку и наоборот, и определяется отношением линейного наполнения к линейному заполнению.

Коэффициент связности по основе и коэффициент связности по утку . Наибольшую связность нитей имеет полотняное, а наименьшую – сатиновое переплетение.

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.