Mis on lausriide poorsus?
Poorsus on protsent mittekootud materjali kogumahust, mis koosneb tühjast ruumist (õhust), mitte tahkest kiust.Suurem poorsus tähendab rohkem õhku võrreldes kiududega; madalam poorsus tähendab tihedamat, tihedamalt pakitud struktuuri. See on üks peamisi mõõdikuid, mida kasutatakse mittekootud kanga toimivuse hindamiseks filtreerimisel, isolatsioonil, neeldumisel ja kaitsmisel.
Valem
Poorsus arvutatakse tavaliselt järgmiselt:
Poorsus (%)=[1 − (kanga puistetihedus ÷ kiudude tihedus)] × 100
Kus:
Kanga puistetiheduson kanga mass mahuühiku kohta (g/cm³), mis saadakse ruutmeetri massist (g/m²) jagatud paksusega
Kiudude tiheduson toorkiudmaterjali enda tihedus (nt polüpropüleen on ligikaudu 0,91 g/cm³, polüester ligikaudu 1,38 g/cm³)
Poorsust saab mõõta ka vahetult vedeliku poorimeetria, kapillaarvoolu poromeetria või kujutise analüüsi abil. Nendel meetoditel on lisaeelis pooride suuruse ja suuruse jaotuse paljastamine, mitte ainult tühimike koguosa.
Tüüpilised poorsuse vahemikud
Poorsus varieerub oluliselt olenevalt liimimismeetodist ja lõppkasutusest. Allolevad vahemikud kajastavad tavaliselt tsiteeritud tööstusharu näitajaid ja neid tuleks käsitleda pigem üldiste võrdluspunktidena kui fikseeritud spetsifikatsioonidena - tegelikud väärtused sõltuvad konkreetsest koostisest, tootmisprotsessist ja kasutatud katsemeetodist.
|
Kategooria |
Tüüpiline poorsuse vahemik |
Märkmed |
|
Standardne lausriie (üldine) |
~50%–80% |
Hõlmab enamikku kedra-, kedra- ja termoliimitud{0}}kangaid |
|
Nõel{0}}stantsitud lausriie |
~90%–97% |
mahukas struktuur; kõige suurema poorsusega{0}}protsesside hulgas |
|
Meditsiinilise-kvaliteediga lausriie |
~70%–85% |
Tasakaalustab hingavust barjäärikaitsega |
|
Isolatsiooni/kõrge{0}}pööningu materjalid |
~80%–95% |
Suurt poorsust kasutatakse õhu püüdmiseks termilise jõudluse tagamiseks |
|
Filtreerimiskandjad |
~70%–80% |
Peab olema konstrueeritud koos pooride suurusega, mitte ainult poorsusega |
|
Imavad tooted (salvrätikud, hügieen) |
~75%–85% |
Tasakaalustab kiire vedeliku omastamise ühtlase jaotusega |
Märkus. Need on laialdaselt tsiteeritud võrdlusvahemikud, mida kasutatakse protsesside varases staadiumis{0}}. Täpsed arvud võivad olenevalt kasutatavast testimisstandardist (nt ASTM-i või ISO-meetodid) erineda. Konkreetse toote puhul vaadake alati selle katsearuannet või tehnilist andmelehte.
Kuidas poorsus toimivust mõjutab
|
Rakendus |
Eelistatud poorsuse suund |
Miks |
|
Filtreerimine (maskid, õhu/vedeliku filtrid) |
Mõõdukas, pooride suurusega häälestatud |
Liiga palju ohverdab filtreerimise tõhusust; liiga madal piirab õhuvoolu |
|
Isolatsioon |
Kõrgem on parem |
Kinni jäänud õhk on tegelik isolaator - kiud on vaid karkass |
|
Imavad tooted (salvrätikud, hügieen) |
Mõõdukast-kuni-kõrgeni |
Kontrollib, kui kiiresti vedelik imendub ja kui ühtlaselt levib |
|
Meditsiinilised/kaitsebarjäärid (mantlid jne) |
Mõõdukas-kuni-madal |
Peab blokeerima vedeliku ja osakeste läbitungimise |
Mis kontrollib poorsust
1. Liimimismeetod (suurim tegur)
Nõel{0}}augustamine: okasvardad mässivad kiud mehaaniliselt, tekitades mahuka, suure poorsusega{0}}struktuuri
Termiline sidumine: kuumus ja rõhk sulatavad kiud kokku, luues tihedama, väiksema-poorsusega kanga
Keemiline/kleepuv liimimine: jääb tavaliselt nende kahe vahele
2. Aluskaal (g/m²)Antud paksuse korral pakib raskem kangas samasse mahtu rohkem kiudu, mis vähendab poorsust.
3. Kiudude tüüp ja võrgu moodustaminePolüestril, polüpropüleenil, puuvillal ja viskoosil on erinevad füüsikalised omadused ning kiu peenus mõjutab kiudude kokkupakkimist. Võrgu moodustamise meetod - kraasitud, spunbond või airlaid - kujundab ka algpooride struktuuri.
4. Töötlemise parameetridTemperatuur, rõhk ja liini kiirus tootmisprotsessi ajal on täpselt{0}}häälestatud eesmärgipärase poorsuse saavutamiseks, mistõttu võivad kaks sama kaalu ja liimimismeetodiga kangast tootmistsüklite vahel siiski pisut erineda.
Lihtne-täpsamata-detailid: sama poorsus ei tähenda sama jõudlust
Poorsus mõõdab ainult kogu tühja ruumi - see ei ütle midagi pooride suuruse ega pooride omavaheliste ühenduskohtade kohta. Mõlemad kangad võivad mõõta 75% poorsust, käitudes samas väga erinevalt: ühel võib olla palju väikseid käänulisi poore, mis piiravad õhuvoolu, samas kui teisel on suuremad, avatumad ja hästi ühendatud poorid, mis lasevad õhku kergesti läbi.
Selle tulemusena:
Filtreerimise jõudluson tavaliselt rohkem ajendatud keskmisest pooride suurusest kui üldpoorsusest
Soojusisolatsioonkorreleerub otsesemalt poorsuse endaga
Õhuvool läbi komposiitidemõnikord sõltub rohkem puistetihedusest kui ainult poorsusest
Seetõttu kombineerivad insenerid sageli vedeliku poorsuse mõõtmist, kapillaarvoolu testimist ja kujutise analüüsi -, et mõista mitte ainult seda, kui palju on tühja ruumi, vaid ka seda, kuidas see ruum on struktureeritud.
Disaini kompromissid
Sihtpoorsuse valimine hõlmab alati kompromisse:
Suurem poorsus → vähem kasutatud materjali, madalam hind, kuid väiksem tugevus ja tõkkekaitse
Väiksem poorsus → tugevam, rohkem kaitsev, kuid piirab õhuvoolu ja tavaliselt maksab tootmine rohkem
Suurem poorsus → üldiselt mugavam kanda või kasutada, kuid pakub vähem kaitset
Disainerid tasakaalustavad neid tegureid selle põhjal, mis on konkreetse rakenduse jaoks kõige olulisem - filtreerimise täpsus, termiline jõudlus, neelduvus või tõkkekaitse.
Korduma kippuvad küsimused
K: Mis on lausriide tüüpiline poorsuse vahemik?
V: Enamiku standardsete mittekootud kangaste poorsus on 50–80%, kuigi täpne vahemik sõltub suuresti liimimisprotsessist ja kasutusotstarbest - vt üksikasju ülaltoodud tabelist.
K: Kas suurem poorsus tähendab alati paremat filtreerimist?
V: Mitte tingimata. Filtreerimise jõudlust mõjutavad rohkem pooride suurus ja jaotus kui üldpoorsus. Väga kõrge poorsus võib tegelikult vähendada filtreerimise täpsust.
K: Kuidas mõõdetakse lausriide poorsust?
V: Levinud meetodid hõlmavad vedeliku poorsuse mõõtmist, kapillaarvoolu poromeetriat ja mikroskoopilist kujutise analüüsi. Igaüks neist annab erinevat teavet - kogu tühimike osa, pooride suuruse jaotuse või struktuuri üksikasjad.
