机织物孔隙率对织物性能的影响及预测方法.pdfVIP

河‘北纺织)2008年第四期 (总 135期) 专题研究 机织物孔隙率对织物性能的 影响及预测方法 吕海荣 杨彩云 (天津 天津工业大学纺织学院 300160) l摘要l：机织物孔隙率是织物的一项重要结构参数，它对织物的性能有多方面影响，本文主要介绍 了织物孔隙率在织物过滤、透气性能、透湿性能等方面的作用。同时文中还重点介绍了几种实际 生产中准确预测孔隙率的方法，从而改变机织物生产中先织后测的现状，对实际生产有很强的指 导意义。 I关键词l：孔隙率、织物性能、几何模型、多孔结构 织物孔隙率是指织物孔隙体积对织物总体积的比值，它是衡量织物孔隙体积大 小的一个指标。孔隙率大小直接影响织物的通透性、导水性和阻止微粒通过的能力。 一 般孔隙率愈大，即所含孔隙体积愈多，渗透系数愈大，材料的通透性越好。孔隙 率的大小直接影响到产品的功能与用途，因而孔隙率的测定和计算对滤材的渗透性 能有极大的影响。 1 孔隙率对织物性能的影响 1．1过滤性纺织品 过滤实质上是一个分离过程，其定义为将一种物质与另一种物质相分离的过程。 纺织品过滤一般用于固体＼气体分离和固体＼液体分离。织物是一个三维纤维网材， 包含有各种微小孔隙，尘粒围绕纺织纤维经过各弯曲路径进行分离。根据需要过滤 的物品的个体属性不同，对影响织物的孔隙的参数进行设定，可以制成具有不同功能 的过滤性纺织品。例如将气体和固体进行分离，由于气体分子尺寸较小，固体颗粒 尺寸较大，因而将尺寸设定为大于气体分子的尺寸而小于固体颗粒的尺寸，当颗粒 的尺寸大于孔隙，颗粒就会被截留。这样，该过滤织物就可以完成两种物质的分离。 实验数据表明：织物过滤器的集尘效果可在 25％~99．9％范围内变化。因而织物孔隙 数量和分布直接影响织物尤其是产业用织物的过滤效率。用于医疗方面织物对孔隙 设定极其严格，用于人工肾的血液渗析单元，其孔隙直径仅为 1~8nm。 1．2 透气性纺织品 ． 2O． 河‘北纺织》2008年第四期 (总 135期) 专题研究 织物的透气性可以通过多种设计方法获得。通常运用高密织物的设计方法从源头 上解决织物的透气问题：在织物中，各层经纬纱之间以及经纱与经纱之间、纬纱与 纬纱之间均存在着一定的孔隙。这些孔隙成为空气流通的直通气孔，孔隙大而多， 织物的透气性好，．穿着起来比较凉爽、舒适。织物的孔隙与织物的透气性能之间存 在着一定的定量关系。在任意选定的压差下，空气流量都正比于织物中孔隙的面积 与通过织物的空气压差平方根的乘积，见公式 (1)： Q： ( )( ) 式中：p一单位面积织物上的体积流速； 一 孔隙面积， (整个织物上所有孔隙的面积)； 一 比例常数 (与织物的几何结构和其他流体流动因素有关)； △P一织物两侧的压力差。 在织物中，孔隙的分布并非均匀的，孔隙的大小上也存在着较大的差异，但从 总体规律是相似 的。对孔隙的大小进行设计主要根据对透气性的不同需求。例如： 运动服装、劳动服装等要求透气性能 良好，以免在劳动强度较大时使穿着者产生发 闷的感觉。而对于登山服等，防寒服等，由于环境的要求，我们既要考虑到其透气 性能，又要考虑到不能因为通透性过大而影响了织物的保暖性能。 1．3 透湿性纺织品 织物的孔隙对透湿性能也有影响。在夏季或在运动量大的情况下，人体皮肤经 常出汗，汗液在人体微气候环境下转换成气态水，气态水就可以经由纤维之间的孔 隙传递到外部空间。在其它因素相同的条件下，孑L隙大，则吸湿率高，蒸发速度快， 透湿性好。通过建立模型来观察织物孔隙与透湿性之间的关系：假设以一圆形金属 板模拟织物，板上具有尺寸均一的孔洞，该孔洞可模拟纱线与纱线间的孔隙，对金 属板的厚度、孔洞直径及孔洞数进行设计，建立织物孔隙与透湿性之间的关系。经 过大量的试验推出以下关系： 192 肚面 +61