Zpracovatelské vlastnosti textilních vláken 1.

ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN
Literatura:
Militký J. - Vaníček J. - Kryštůfek J. - Hartych W.
Modifikovaná polyesterová vlákna.
SNTL PRAHA, 1984
Blažek A. - Šutá Š.
Vlastnosti textilních vláken.
ALFA BRATISLAVA, 1982
Košková B.
Struktura a vlastnosti vláken.
Skripta. VŠST, LIBEREC, 1989
Neckář B.
Příze.
SNTL PRAHA, 1990.
ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN A TEXTILIÍ
Zpracovatelské vlastnosti:
ovlivňují chování vláken, přízí, nití, tkanin v procesech zpracování do hotového výrobku
VSTUPNÍ SUROVINA
VLIVY ZPRACOVÁNÍ
VLASTNOSTI
Mechanické
Fyzikální
Chemické
PROCES ZPRACOVÁNÍ
TVORBA, STRUKTURA, VLASTNOSTI A HODNOCENÍ TEXTILIÍ
Hledání optima s ohledem na:
- složení suroviny
- konstrukci textilie
- technologii výroby
- finální zpracování (např. konfekční)
- účel a způsob použití (vlastnosti, údržba, životnost, atd.)
- dosažení speciálních vlastností (ochranné oděvy, zdravotnické textilie, technické textilie).
- optimum vztahu vlastností k ceně
- současné módní trendy.
DŘÍVE: o nasazení vláken do směsí a do výrobního procesu pro určitý výrobek se
rozhodovalo na základě zkušeností, znalostí možností seřízení technologie - EMPIRIE
DNES: pro předpovídání vlastností výsledného produktu na základě znalostí vstupní suroviny
se nabízí VYUŽITÍ VÝPOČETNÍ TECHNIKY. Pro stanovení závislostí vlastností
výsledného produktu na vlastnostech vstupní suroviny je potřeba znát funkční závislosti
(ponejvíce na základě regresních modelů) -NUTNOST TVORBY MATEMATICKÝCH
MODELů.
Problémem zůstává, že obecné závislosti je obtížné stanovit a modely platí pro konkrétní
surovinu a konkrétní technologii.
Stanovení obecných pravidel:
Jedná se o složitý problém, protože textil a popis jeho struktury a vlastností je
- interdisciplinární problematika :
- souhrn textilní výroby
- fyziky
- chemie
- matematiky
- strojírenství
- ekonomiky
- psychologie
- fyziologie
- hygieny
STRUKTURA TEXTILNÍCH ÚTVARŮ
Vnitřní struktura látek je definována jako složení a vzájemné uspořádání elementů. Lze říci,
že struktura má rozhodující vliv na vlastnosti látek.
ZÁKONITOSTI STRUKTURY → ÚSUDEK O VLASTNOSTECH LÁTEK.
U elementů se popisuje
- geometrická stavba
- vazby ( interakce)
ZPRACOVÁNÍ VLÁKNO -PŘÍZE.
VLÁKNA
VLIVY ZPRACOVÁNÍ
VLASTNOSTI
- délka
- jemnost
- pevnost
- povrch vl. (zralost)
- sorpční vl.
- termické vl.
- směsovací poměr
- tuhost v ohybu
MECHAN.
- tah
- smyk
- krut
- tření
- stlačování
FYZIKÁLNÍ
- vlhkost
- teplota
- bobtnání
- elstat. náboj
CHEMICKÉ
- lubrikace
- maštění
(špik.,bačování,.......)
- barvení
(volný mater.,
česance,příze)
TECHNOLOGIE PŘEDENÍ
STRUKTURA PŘÍZE
VLASTNOSTI
ZPRACOVÁNÍ PŘÍZE → PLOŠNÁ TEXTILIE.
PŘÍZE
VLIVY ZPRACOVÁNÍ
VLASTNOST
MECHAN.
FYZIKÁLNÍ
- jemnost
- šlichta
- stejnoměrnost
- vosk
- pevnost
- barvení
- tažnost
- bělení
- struktura ( zákruty,
chlupatost)
- praní
- tah
- velikost
- smyk
- teplota
- ohyb
- bobtnání
- tření
- náboj
CHEMICKÉ
- tlak
TECHNOLOGIE:
Hlavním strukturálním elementem je VAZNÝ BOD.
STRUKTURA: je dána vazbou, dostavou, stupněm zakrytí tkaniny, tloušťkou (jemností) nití,
ale také strukturou nití (zákrut, chlupatost, směsování), atd.
ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN.
VLASTNOSTI VLÁKEN
Z hlediska vlastností vláken můžeme uvažovat o
• “vnitřních” vlastnostech
V
• zpracovatelských vlastnostech
Z
• vlastnostech produktů (výrobků)
P
Hodnocení souvislostí materiál – proces – výrobek:
MATERIAL
PROCES
Vlastnosti
vlaken
objektivne
urcene
(merene)
souvisi s
technologií
(výroba,zarizení
V
Z
"snadne poznani"
P
PRODUKT
vlastnosti hodnocené
uzivatelem - subjektivne
"slozité poznání
Pro textilní výrobu je typická vysoká citlivost na způsob zpracování.
Ovlivnění vlastností vláken
Přírodní vlákna
Jejich vlastnosti se příliš ovlivňovat nedají. Vždy to znamená dlouhodobý pěstitelský a
šlechtitelský proces. Vlastnosti výrobků se proto ovlivňují směsováním.
Chemická vlákna
Vlastnosti se dají ovlivňovat více, např. variací podmínek zvláknění (ovlivňuje fyzikální
strukturu – orientaci, krystalinitu) nebo změnou chemické struktury (modifikace).
Další ovlivnění vlastností nastává v závislosti na čase:
• degradace materiálu vlivem stárnutí, depolymerace, hydrolýzou, atp.
• ovlivnění relaxačními procesy – vlivem rychlosti zpracování se materiál “zotavuje” až
v hotovém výrobku.
• změna vlastností vlivem opotřebení, a to jednak ve výrobě, jednak při užívání.
Vlastnosti jsou ovlivňovány třením, údržbou, chemickými vlivy, atp.
Vnitřní vlastnosti
Schopnost materiálu ke zpracování souvisí ve značné míře
• s chemickým složením (vlákna celulózová se chovají při zpracování jinak, než vlákna
polyesterová nebo vlna)
• s fyzikální strukturou ( zde je míněna sorpční schopnost, afinita k technickým
pomocným prostředkům – TPP, atp.)
Zpracování textilních vláken
Zpracování textilních vláken je velmi stará technologie, která se dlouhou dobu neměnila
ruční předení
↓
selfaktor
↓
prstencové předení (dlouho dominantní)
↓
OE předení (rotorové)
DNES: cca 20 druhů předení
Další množství technologií zpracování vláken.
ZÁKLADNÍ PRINCIPY ZPRACOVÁNÍ TEXTILNÍCH VLÁKEN
(předení staplových vláken, popř. tvorba textilních struktur jinak)
Požadavek:
materiál musí držet pohromadě
Strojírenské obory - kontinuita v tělesech je celou strukturou (homogenní
materiály)
Textilní obory
- výrobky obsahují10 -100 miliónů jednotlivých vláken
(např. počet vláken v košili)
S výjimkou pojených NT věříme, že drží pohromadě pomocí TŘENÍ.
SOUDRŽNOST:
- podélná (střižová, staplová vlákna)
- příčná ( multifilní příze z nekonečných vláken a u přízí ze staplových vláken.).
4 PRINCIPY DOCÍLENÍ SOUDRŽNOSTI:
- zkrucování
- ovíjení
- zaplétání
- pojení
ZÁKRUT:
Axiální soudržnost vytvářena systémem vnitřního tlaku. Sevření vláken, vlákna držena
pomocí třecích sil.
Princip znám nejméně 10. 000 let.
OVÍJENÍ:
Svazek vláken ovíjen vlákny ve vzduchové trysce. Fa. Du Pont okolo r. 1975
SPLÉTÁNÍ:
Princip využíván u spřádání vlny v kombinaci se zákrutem. U nekonečných vláken je
realizováno např. proviřování vzduchem.
Spojování konců nití - splice.
POJENÍ:
Lepení vláken. Více než frikčních sil se využívá pevných pojicích sil.
VYTVÁŘENÍ FRIKČNÍ SOUDRŽNOSTI
Problém vytváření soudržnosti příze vlivem frikčních sil ( příčných, přítlačných)
→ na koncích vláken musí být nulové napětí. Vlákna jsou nejvíce sevřena ve střední části.
Posun na koncích vláken znamená ZTRÁTU PEVNOSTI PŘÍZE z krátkých vláken.
Čím slabší jsou síly udržující vlákna pohromadě, tím menší je vzestup napětí ve střední části.
Limitní případ → nestabilní příze s kumulativní ztrátou napětí.
HEARLOVA PŘIBLIŽNÁ TEORIE :
Poměr pevností příze ku pevnosti vláken:


(a * Q )
pevnost příze
µ


* cos ec α 
= cos 2 α 1 − K *
pevnost vláken
L




α
k
a
Q
µ
L
- úhel zákrutu
- numerický faktor
- poloměr vlákna
- perioda období migrace
- koeficient tření
- délka vlákna
(1)
MECHANICKÉ VLASTNOSTI VYBRANÝCH TEXTILNÍCH VLÁKEN
VLÁKNO
VS
ba
vl
PES
PAN
PAD 6
KEVLAR
σ
[Pa]
fS [cN. dtex-1]
1,0 -: 2,0
2,7 -: 4,3
3,0
4,1 -: 4,5
2,0 -: 2,9
3,7 -: 5,2
19,3
EP
ε9 [ %]
20 -: 40
3 -: 10
15 -: 30
19 -: 23
20 -: 28
26 -: 40
4
fM [cN. dtex-1]
0,8 -: 0,9
2,7 -: 4,7
1,2 -: 2,4
4,1 -: 4,5
1,6 -: 1,9
3,0 -: 5,0
19,3
εM [ %]
20 -: 40
19 -: 23
26 -: 34
20 -: 47
4
PRUŽNOST PŘI 2% ε
Vlna
99%
bavlna
75%
Viskóza
70 -: 100%
PES
97%
PA 6
100%
P
0
ε = 2%
ε [%]
DYNAMICKÉ NAMÁHÁNÍ VLÁKEN A PŘÍZÍ (nití):
-
tkaní: dynamické namáhání osnovy a útku při tvorbě prošlupu a prohozu útku
pletení: dynamické namáhání nitě při odtahu z cívky, utahování očka
šití: dynamické namáhání šicí nitě při odtahu nitě z cívky, při utahování stehu, při
přesmyknutí nitě přes chapač
Ukazatel anizotropie vláken (úrovně orientace) – dvojlom
kde
n║
n┴
D = n║ - n┴
- je index lomu ve směru osy vlákna
- je index lomu kolmo na osu vlákna
Čím je dvojlom větší, tím je orientace (a anizotropie) vlákna větší.
ρ
n
n⊥
D
Vlákno
Prize
Tkanina
Praná tk.
Poznámka k dvojlomu:
• Optický dvojlom vláken
vlákno → anizotropní polymorfní polymerní systém
optický dvojlom → míra anizotropie vlákna (míra orientace).
dvojlom → rozdíl lomu světla (index lomu) ve směru rovnoběžném a kolmém na osu vlákna
n(||) a n(⊥)
D=∆n=n(||) - n(⊥)
Podstatou dvojlomu je rozdílná rychlost šíření světla v prostředí.
Index lomu světla:
n=
c0 λ 0
=
cm λ m
c0 ... vakuum
cm ... medium
λ .... v ln ová ⋅ dé lka
Metody zjišťování:
- imersní s využitím Beckeho čar
- kompenzační
- sumární efekt
Imersní metoda
Při použití lineárně polarizovaného světla se hledá index lomu ve směru || a ⊥ na osu vlákna.
Na rozhraní dvou prostředí (vlákno a imersní kapalina) vznikají tzv.Beckeho čáry→mění se
imerse, dokud vlákno „nezmizí“, pak je index lomu vlákna stejný jako u imerse.
Proměřuje se n( || ) a n( ⊥).
Kompenzační metoda
Založena na kompenzačním měření fázového rozdílu mezi dvěma polarizovanými na sebe
kolmými paprsky s rovinami kmitu ve směru rovnoběžém s osou a kolmém na osu vlákna.
Používá se polarizační mikroskop.
Na vlákně kruhového průřezu podélné světlé a tmavé pruhy interferencí - izochromaty. Pak n
ve vztahu
∆ = n⋅λ
je počet párů izochromat. Směrem k okraji vlákna se izochromaty zužují.
Hodnota dráhového rozdílu se zpřesňuje goniometrickou kompenzací v rozsahu 1
izochromaty. Měří se úhel kompenzace η.
Dvojlom
D=
λ (180n + η)
1,8 ⋅ 105 ⋅ d
λ ... délka vlny monochromatického světla
n ... počet izochromat
η ... úhel kompenzace
d ... průměr vlákna v µm
Izochromaty se nevyskytují u vláken nekruhového průřezu. Tam světlo interferuje do
barevných odstínů (zralost bavlny).
Rozložení izochromat na klínovém řezu vlákna
Stanovení dvojlomu metodou goniometrické kompenzaze
o. v.
KP A=
D=
λ ⋅ (180 n + η )
1,8 ⋅ 10 5 ⋅ d
λ = 589 ,9[µm]
η − ∠komp .
A=0
d ≈ pr .vlákna[µm]
Obr. Měření dvojlomu kompenzační metodou
Vliv technologického zpracování na výsledné vlastnosti
Pevnost
2
1
Vlákno
Obr.
Prize
Tkanina
Praná tk.
Vliv způsobu zpracování na výsledný efekt pevnosti produktu
1 – standardní vlákno
2- vlákno se zvýšenou pevností
PŘEDPOVÍDÁNÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PŘÍZE:
a) počátek v analýze vlastností vláken
b) brát v úvahu účinek šikmosti
c) brát v úvahu, jak se struktura zhutní a vlákna se vyrovnají pro snadné protažení na začátku
d) analyzovat vliv skluzu (prokluzu).
a)
ANALÝZA VLASTNOSTÍ VLÁKEN:
Základní požadavek: ZACHOVAT PŮVODNÍ VLASTNOSTI VLÁKEN V PŘÍZI.
Základní poznatek (empirie): z vláken z vyšší pevností lze připravit pevnější přízi.
Různé pevnostní vlastnosti (pevnost- tažnost) ze stejných vláken:
VLIV AVIVÁŽE
Otázkou zůstává množství energie potřebné při přetržení příze vlivem různých rychlostí
deformace
ZMĚNY MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PŘÍZI PŘI VÝROBĚ TKANINY
PŘÍZE
TECHNOL.
STUPEŇ
PEVNOST cN
TAŽNOST
VS
původní
po snování
po šlichtov.
po tkaní
po vyvářce
175
+ 11,6
+ 20,4
- 6,2
- 23,0
21,3
- 2,6
- 9,6
- 10,4
- 6,7
PAD
původní
po snování
po šlichtov.
po tkaní
po vyvářce
212
+ 5,5
+ 6,3
+ 1,3
+ 3,3
28
+ 0,6
+ 2,3
- 1,4
+ 3,2
%
Čísla v tabulce jsou náhodná - složitý popis fyzikálně - mechanických vlivů.
Ve velké míře závisí vliv mechanického zpracování na vlákna na jejich nadmolekulové
struktuře, jejich základních vlastnostech
- geometrických (délka, tvar průřezu)
- mechanických (pevnost, tažnost, pružnost)
a na podmínkách zpracování (teplota, vlhkost, rychlost).
Otázky procesu mechanického zpracování.
- čištění suroviny
- směsování
- mykání
- česání
vlivy:
- tah |
- smyk } nutno zohlednit, že vlákna jsou ve svazku.
- tlak |
- frikce |
MECHANICKÉ VLASTNOSTI
Pro popis mechanických vlastností je důležitý popis odolnosti v tahu (pevnosti) a deformační
odezvy vláken (tažnosti). Informaci o tuhosti vlákna dává počáteční tangentový modul EP a
spojnice počátku s koncem tahové křivky (sekantový modul mezi body 0-A).
σ
[Pa]
EP
A
α
0
ε [%]
Tahová křivka je měřena na jednotlivých vláknech, což je pro praxi nevyhovující. Pro rychlé
informace např. v linkách HVI (High Volumen Instruments) se používá tzv. svazková
pevnost měřená na Pressley Testeru nebo na Stel-O-metru.
Pevnost jednotlivých vláken
Pevnost jednotlivých vláken je zkoušena na klasickém dynamometru. V současné době jsou
konstruovány trhací stroje pro vlákna tak, aby mohla být rychle získána informace o pevnosti
a jemnosti a pevnost je pak automaticky přepočítána na poměrnou pevnost v [cN/tex].
Příkladem tohoto způsobu práce je soustrojí Vibroskop a Vibrodyn (firma Lenzing
Instruments) nebo podobné soustrojí fitmy Textechno.
Práce na Vibroskopu a Vibrodynu
Vlákna se urovnají na sametové podložce a podle předpokládané jemnosti se zvolí předpětí
pro měření jemnosti na Vibroskopu. Vlákno se zavěšeným předpětím se vloží do čelisti
Vibroskopu a změří se jemnost v [dtex]. Po vyjmutí z Vibroskopu se vlákno i s předpětím
vloží mezi čelisti Vibrodynu a po zavření čelistí se vlákno přetrhne. Na monitoru řídicího
počítače se vykreslí křivka pevnosti a tažnosti. Po provedení předepsanéhopočtu měření se
může vytisknout protokol o zkoušce, kde jsou výsledky měření přepočítané na poměrnou
pevnost. Data výsledků lze získat ve formátu ASCII a pracovat s nimi dále při modelování
závislostí, atp.
Příprava vzorků pro klasické dynamometry
10 - 50 mm
vlakno
Na klasických dynamometrech mnohdy nelze měřit vlákna po
jejich prostém upnutí mezi čelisti z důvodu jejich prokluzu,
křehkosti, atp. Proto je vlákna nutno zalepit do papírových
rámečků a s rámečky je pak upínat do čelistí. Nesmíme
ovšem zapomenout před měřením strany rámečku
přestřihnout, abychom trhali pouze vlákno.
Vlákno v rámečku. Upínací délka l0 = 10 – 50 mm
Svazková pevnost
Svazková pevnost je používána zejména u bavlněných vláken. Tato metoda je schopna velmi
rychle podat informace o pevnosti suroviny. Zkouší se velké množství vláken oproti metodě
zkoušení jednotlivých vláken.
Postup zkoušky na přístroji Pressley Tester
Příslušenstvím přístroje je ojehlené pole a přesné váhy s váživostí do 50 mg. Pro zkoušky
pevnosti můžeme použít pročesanou bavlnu z Autosampleru pro měření délky vláken
(Fibrograf). Malé množství vláken se pročeše, paralelizuje a ve formě tenkého svazku vláken
o šířce ¼ ´´ ( cca 6 mm) se vloží do čelistí přístroje. Po uzavření čelistí se čelisti utáhnou
předepsaným momentem, k čemuž slouží speciální držák čelistí. Vlákna, která čelisti
přesahují, se odříznou. Tím je uvnitř
čelistí uzavřena známá délka svazku
vláken. Upínací délka je buď nulová
(l0 = 0) nebo po vložení vložky mezi
čelisti před vložením svazku může
být dosaženo upínací vzdálenosti l0
= 1/8 ´´ (cca 3,2 mm). Čelisti
s upnutým vlákenným svazkem se
vloží do kolejniček vahadla
přístroje. Poté se provede nivelace
(ustavení přístroje do polohy, kdy
vahadlo přístroje má předepsaný sklon) a spustí se pojezdné závaží.
Přetrh je realizován pojezdem závaží po páce, která při přetrhu klesne a závaží se zastaví. Na
páce se v úrovni dráhy závaží odečte síla (pevnost) v librách [lb]1. Poté se čelisti vyjmou
z přístroje, otevřou se a svazek vláken se zváží na přesných vahách v [mg].
1
Připomeňme na tomto místě, že 1 lb = 0,453 kg
Čelisti Pressley testeru
Z obou hodnot se vypočte tzv. Pressley index
PI:
PI =
síla [lb]
hmotnost svazku [mg ]
Ze znalosti délky a hmotnosti svazku je možno
přepočítat PI na poměrnou pevnost f [cN.tex-1]
podle vztahů
f [cN . tex −1 ] = PI [
f [cN . tex −1 ] = PI [
lb
]* 5,36
mg
lb
]* 6,80
mg
(při l0 = 0 mm)
(při l0 = 3,2 mm)
Přístroj Pressley Tester je zařazen do metod HVI .
GEOMETRICKÉ VLASTNOSTI
- délka
- jemnost
- průřez
- topografie povrchu
DÉLKA A JEMNOST
vlákno
ba
indická
USA
Egypt
vl
Merino
Crossbred
hrubá
Délka [ mm ]
20 ÷ 30
12 ÷ 20
16 ÷ 32
34 ÷ 42
55÷ 300
55÷ 75
70÷ 150
150÷ 300
Tloušťka [ µm]
~ 15 ---- 1,6 ÷ 2 dtex
14,5 ÷ 22,0
13,5 ÷ 17,0
12,0 ÷ 14,5
20 ÷ 50
18 ÷ 26
27 ÷ 44
40 ÷ 60
56 ÷ 86`s
JEMNOST VLÁKEN
Základní vztah:
m
= S.l .ρ/l =S. ρ
T =
l
( pro kruhový průřez T =
π
4
. d2 .ρ . 106)
s - plocha průřezu [ m2 ]
l- délka vlákna [ m ]
ρ- hustota [ kg . m -3 ]
d- vlákna [ nm ] → 106
Z vyjádření plochy průřezu se vyjadřuje ekvivalentní průměr d ∗
d* = 2 .
Sπ
d* = 2 .
T / πρ
Jemnost T = f . (d* ; ρ)
Důležitý je tvar příčného průřezu
Tvar příčného řezu - charakteristika
S - plocha příčného řezu
p - obvod příčného řezu
h - největší šířka
Sk - plocha opsané kružnice
Peirce : S/ SK
Korickij: h
Malinowská: g = p / ( 2
g- stupeň rozvinutí tvaru
kruhový průřez
bavlna
VS
p /(2
S)
π S ) - 1 = p / ( π d* ) - 1
g = 0,00 ÷ 0,07
g = 0,45 ÷ 0,50
g = 0,50 ÷ 0,60
Ze znalosti tvaru příčného řezu se stanoví velikost plochy povrchu vlákna a.
a= p.l/(
π∗d
4
. l ρ) = 4 . ( g .+ 1 ) / ( d* . ρ)
a z 102 m2. kg-1 ( bez pórovitosti)
ba bělená: měrný povrch 6 ÷ 8 . 103 m 2 . kg -1.
Měrný povrch: zahrnuje v ploše povrchu vlákna i póry.
Největší šířka h nebo ekvivaletní průměr d* jsou srovnávány s délkou vlákna l , což je
definováno jako štíhlost vlákna
ba
d* /l ∼∼ 1 500
vl
3 000
ln (element.)
1 250
h/l
∼
d* /l
MĚRNÝ POVRCH VLÁKEN
SP : specifický povrch je povrch vlákna na jednotku hmotnosti [m2 . kg-1], resp. [m2 . g-1]
Pro vlákna kruhového průřezu o průměru d platí:
π . d .l
4
SP =
=
2
π . d .l . ρ d . ρ
4
4 .T
π
T = .d 2 . ρ ⇒ d =
4
π .ρ
Po dosazení vychází
π
S P = 2.
T .ρ
Pro vlákna nekruhového průřetu závisí specifický (měrný) povrch na poměru mezi obvodem
vlákna OV a plochou průřezu:
Sp =
OV . l
SV . l . ρ
z čehož po vykrácení a dosazení vyplývá
4 .π
4 .π . (q + 1) 2
SP =
=
OV . d EKV . ρ
OV . ρ
kde
SV
OV
dEKV
q
- plocha průřezu vlákna
- obvod průřezu vlákna
- ekvivalentní průměr průřezu vlákna
- stupeň rozvinutosti tvaru podle Malinowské
Ekvivalentní průměr vlákna je definován jako průměr kruhu o stejné ploše jako ploch průřezu
vlákna:
SV
S . 4 .π
1
= V 2 =
d EKV =
S KRUHU
(q + 1) 2
OV
Ekvivalentní průměr pro čtvercový průřez:
d EKV =
π
4
= 0,785
Pro kruhový průřez:
q=0
Pro trojúhelnikovitý průřez: q = 0,09 – 0,012
Pro elipsovitý průřez:
q = 0,45 – 0,5
(příklad bavlny)
Měrné povrchy ideálních vláken
Jemnost T [tex]
1
0,1
0,01
0,001
PP (H2O)
ρ = 1000 kg/m3
0,112
0,355
1,120
3,550
PES
ρ = 1360 kg/m3
0,096
0,304
0,960
3,040
CO
ρ = 1560 kg/m3
0,089
0,284
0,890
2,890
Jemnost a měrný povrch dutých vláken
Celková plocha = plocha vlákna
+
plocha dutiny
- obvod vlákna
OV
- obvod dutiny
OD
- plocha vlákna
AV
- plocha dutiny
AD
A
- celková plocha
Z toho koeficient plnosti vláken
FP
FP =
A − AD 4.π . AV
=
A
OV2
Toto se dá aplikovat rovněž na zralost bavlny:
Zralost bavlny Z
Z=
AV
A
Čím je průřez vlákna kruhovitější, tím je vlákno
zralejší.
Mrtvé vlákno má pouze kutikulu a proto má kruhovitost (cirkularitu) rovnou nule.
Měrný povrch vláken
Čím je vlákno jemnější a členitější, tím má větší měrný (specifický) povrch.
S měrným povrchem souvisí rovněž smáčení povrchu. Pro spontánní smáčení SS platí
SS =
kde
PW
* cos Θ 〈 1
PN
PW
PN
Θ
- je část obvodu rýhy smočené kapalinou
- je část obvodu na hranici kapaliny v rýze s okolním vzduchem
- je smáčecí úhel
Jestliže je
SS < 1
SS = 1
SS > 1
dochází ke smáčení
nedochází k pohybu kapaliny
nedochází ke smáčení
Spontánní smáčení umožňuje velikost rýhy. Např.:
Vlákno 4DG (deep groover) – má 8 laloků
Specifický povrch vlákna SP = 0,32 m2/g
Vlákno s průřezem H – lépe se smáčí.
SP = 6,3 m2/g
Ve srovnání např. s bavlnou 1 dtex :
SP = 0,284 m2/g
Polyester 1 dtex: SP = 0,304 m2/g
CHARAKTERISTICKÉ OBLASTI JEMNOSTÍ VLÁKEN
ultrahrubé: T : >10 tex;
d* : > 100 µm; prasečí štětiny
T = 30 tex
PAD štětiny
T = 60
hrubé: T: 10 ÷ 0,5 tex;
d* : 100 ÷ 22 µm; vlna
T : 10÷ 0,5 tex
VS, PAN, PAD, PES
T - typ : T = 2 ÷ 0,5
normální: T = 0,5 ÷ 0,15 tex;
d* : 22 ÷ 12 µm; vlna
T = 0,5 ÷ 0,3 tex
bavlna
T = 0,4 ÷ 0,15 tex
přírodní hedvábí
T = 0,17 ÷ 0,15 tex
VS, PAN, PAD, PES
V - typ: 0,5 ÷ 0,3 tex
B - typ: 0,3÷ 0,15 tex
jemná: T = 0,15 ÷ 0,10 tex;
d* = 12 ÷ 10 µm
bavlna
0,15 ÷ 0,13 tex; SI 0,13 ÷ 0,10
ph
PES, PAD, ARAMIDY
0,15 ÷ 0,10
vysoce jemná: T = 0,1 ÷ 0,01;
(mikrovlákna)
ultrajemná:
(supermikrovlákna)
nanovlákna
d* = 10 ÷ 3 µm
PES, PAD, PAN,......
0,1÷ 0,01
T : L 0,11 ; d* = < 3 µm
PES, PAD, PAN
T: 0,01 ÷ 0,0001 tex