Kāda ir neaustā auduma porainība?
Porainība ir procentuālā daļa no neaustā materiāla kopējā tilpuma, ko veido tukša telpa (gaiss), nevis cieta šķiedra.Lielāka porainība nozīmē vairāk gaisa salīdzinājumā ar šķiedru; zemāka porainība nozīmē blīvāku, ciešāk iesaiņotu struktūru. Tas ir viens no galvenajiem rādītājiem, ko izmanto, lai novērtētu, kā neaustais audums darbosies filtrēšanas, izolācijas, absorbcijas un aizsardzības lietojumos.
Formula
Porainību parasti aprēķina šādi:
Porainība (%)=[1 − (auduma tilpuma blīvums ÷ šķiedras blīvums)] × 100
Kur:
Auduma tilpuma blīvumsir auduma tilpuma vienības masa (g/cm³), kas iegūta no pamatmasas (g/m²), dalīta ar biezumu
Šķiedru blīvumsir paša izejšķiedras materiāla blīvums (piemēram, polipropilēns ir aptuveni 0,91 g/cm³, poliesters aptuveni 1,38 g/cm³)
Porainību var izmērīt arī tieši, izmantojot šķidruma porozimetriju, kapilārās plūsmas porometriju vai attēla analīzi. Šīm metodēm ir papildu priekšrocība, atklājot poru izmēru un poru izmēru sadalījumu, nevis tikai kopējo tukšumu daļu.
Tipiski porainības diapazoni
Porainība ievērojami atšķiras atkarībā no līmēšanas metodes un gala lietošanas. Tālāk norādītie diapazoni atspoguļo bieži citētos nozares skaitļus, un tie jāuzskata par vispārīgiem atskaites punktiem, nevis fiksētām specifikācijām - faktiskās vērtības ir atkarīgas no konkrētā sastāva, ražošanas procesa un izmantotās pārbaudes metodes.
|
Kategorija |
Tipisks porainības diapazons |
Piezīmes |
|
Standarta neaustie audumi (vispārīgi) |
~50%–80% |
Attiecas uz lielāko daļu audumu ar spunbond, spunbond un termiski{0}}saistītiem audumiem |
|
Adatu{0}}perforēti neaustie materiāli |
~90%–97% |
Lielgabarīta struktūra; viens no augstākajiem{0}}porainības procesiem |
|
Medicīniskās kvalitātes{0}}neaustie materiāli |
~70%–85% |
Līdzsvaro elpojamību ar barjeras aizsardzību |
|
Izolācijas/augsta{0}}bēniņu materiāli |
~80%–95% |
Augsta porainība tiek izmantota, lai notvertu gaisu termiskai veiktspējai |
|
Filtrēšanas līdzeklis |
~70%–80% |
Jāizstrādā kopā ar poru izmēru, nevis tikai porainību |
|
Absorbējoši līdzekļi (salvetes, higiēna) |
~75%–85% |
Līdzsvaro ātru šķidruma uzņemšanu ar vienmērīgu sadalījumu |
Piezīme. Šie ir plaši citēti atsauces diapazoni, ko izmanto agrīnā{0}}posma procesa izstrādei. Precīzi skaitļi var atšķirties atkarībā no izmantotā testēšanas standarta (piemēram, ASTM vai ISO metodes). Attiecībā uz konkrētu produktu vienmēr skatiet tā testa ziņojumu vai tehnisko datu lapu.
Kā porainība ietekmē veiktspēju
|
Pieteikums |
Vēlamais porainības virziens |
Kāpēc |
|
Filtrēšana (maskas, gaisa/šķidruma filtri) |
Mērens, noregulēts ar poru izmēru |
Pārāk liela upurēšana filtrēšanas efektivitātei; pārāk zems ierobežo gaisa plūsmu |
|
Izolācija |
Jo augstāks ir labāks |
Ieslodzīts gaiss ir faktiskais izolators - šķiedra ir tikai sastatnes |
|
Absorbējoši līdzekļi (salvetes, higiēna) |
Vidēja{0}}līdz-augsta |
Kontrolē, cik ātri šķidrums uzsūcas un cik vienmērīgi tas izkliedējas |
|
Medicīniskās/aizsargbarjeras (halāti utt.) |
No vidēji-līdz-zemam |
Nepieciešams bloķēt šķidruma un daļiņu iekļūšanu |
Kas kontrolē porainību
1. Līmēšanas metode (lielākais faktors)
Adatu-duršana: dzeloņstieptas mehāniski sapinas šķiedras, veidojot apjomīgu, ar augstu porainību{0}}strukturētu struktūru
Termiskā savienošana: karstums un spiediens savieno šķiedras, veidojot blīvāku, mazāk porainību{0}}
Ķīmiskā/līmējošā savienošana: parasti atrodas starp abiem
2. Pamatsvars (g/m²)Noteiktā biezumā smagāks audums satur vairāk šķiedru tajā pašā tilpumā, kas samazina porainību.
3. Šķiedru tips un tīkla veidošanaPoliesteram, polipropilēnam, kokvilnai un viskozei ir atšķirīgas fizikālās īpašības, un šķiedru smalkums ietekmē to, kā šķiedras iet kopā. Tīkla veidošanas metode - carded, spunbond vai airlaid - arī veido sākuma poru struktūru.
4. Apstrādes parametriTemperatūra, spiediens un līnijas ātrums ražošanas laikā ir precīzi-noregulēti, lai sasniegtu mērķa porainību, tāpēc divi audumi ar vienādu svaru un savienošanas metodi dažādās ražošanas sērijās joprojām var nedaudz atšķirties.
Viegli-pamanāma-detaļa: tāda pati porainība nenozīmē tādu pašu veiktspēju
Porainība mēra tikai kopējo tukšumu - tas neko neliecina par poru lielumu vai to, cik labi poras ir savstarpēji savienotas. Divi audumi var izmērīt 75% porainību, vienlaikus rīkojoties ļoti atšķirīgi: vienam var būt daudz mazu, līkumotu poru, kas ierobežo gaisa plūsmu, savukārt otram ir lielākas, atvērtākas, labi savienotas poras, kas ļauj viegli iziet cauri.
Rezultātā:
Filtrēšanas veiktspējaparasti vairāk nosaka vidējais poru izmērs, nevis kopējā porainība
Siltumizolācijatiešāk korelē ar pašu porainību
Gaisa plūsma caur kompozītmateriāliemdažreiz vairāk ir atkarīgs no tilpuma blīvuma, nevis tikai no porainības
Tāpēc inženieri bieži apvieno šķidruma poraimetriju, kapilārās plūsmas testēšanu un attēlu analīzi -, lai saprastu ne tikai to, cik daudz tukšumu pastāv, bet arī to, kā šī telpa ir strukturēta.
Dizaina kompromisi
Mērķa porainības izvēle vienmēr ietver kompromisus:
Lielāka porainība → mazāk izmantoto materiālu, zemākas izmaksas, bet mazāka izturība un barjeras aizsardzība
Zemāka porainība → spēcīgāka, vairāk aizsargājoša, bet ierobežo gaisa plūsmu un parasti ražo vairāk
Lielāka porainība → parasti ērtāk valkāt vai lietot, bet nodrošina mazāku aizsardzību
Dizaineri līdzsvaro šos faktorus, pamatojoties uz to, kas ir vissvarīgākais konkrētajam lietojumam - filtrēšanas precizitāte, termiskā veiktspēja, absorbcija vai barjeras aizsardzība.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kāds ir tipisks neausto audumu porainības diapazons?
A: Lielākajai daļai standarta neausto audumu porainība ir no 50% līdz 80%, lai gan precīzs diapazons lielā mērā ir atkarīgs no līmēšanas procesa un paredzētā lietojuma -, lai iegūtu sīkāku informāciju, skatiet augstāk esošo tabulu.
J: Vai lielāka porainība vienmēr nozīmē labāku filtrēšanu?
A: Ne obligāti. Filtrēšanas veiktspēju vairāk nosaka poru izmērs un poru lieluma sadalījums, nevis kopējā porainība. Ļoti augsta porainība faktiski var samazināt filtrēšanas precizitāti.
J: Kā mēra neausto audumu porainību?
A: Izplatītas metodes ietver šķidruma porozimetriju, kapilārās plūsmas porometriju un mikroskopisko attēlu analīzi. Katrs sniedz atšķirīgu informāciju - kopējā tukšumu daļa, poru izmēra sadalījums vai struktūras detaļas.
