Geometrické a optické vlastnosti vláken

Místo kruhovosti je možno zavést také kružnicovost c k jako poměr obvodů příčného
řezu O v a obvodu ekvivalentního kruhového vlákna O e majícího stejnou plochu příčného řezu.
Ov
2
c
k
=
tedy c = 1/ ck
2 π * S
Je patrné, že čím členitější tvar, tím menší c a větší c k a pro kruhová vlákna je c= c k .
U dutých vláken se ještě definují charakteristiky související s dutinou ve vlákně
O
O D
A V
A D
Charakteristiky dutých vláken
V obrázku jsou: O vnější obvod vlákna, OD obvod dutiny, AD plocha dutiny, AV
plocha vlákna a A = AV + AD celková plocha. Pro charakterizaci dutých vláken se používá
koeficient plnosti vlákna Fp
A − A
4* π ( A − A ) 4* π * A
D
D
V
Fp
= , pro kruhová vlákna Fp
=
=
2
2
A
O
O
a koeficient zralosti vlákna
AV
AV
4
Z = , pro kruhová vlákna Z = = F
2 p
A
πd
Pro kruhová vlákna odpovídá tedy koeficient F p koeficientu Z.
Je zřejmé, že čím je vlákno jemnější a členitější, tím má větší měrný povrch. Toho lze
využít pro přípravu hydrofobních vláken se spontánním smáčením (rozvodem kapaliny po
povrchu). Tato vlákna mají povrch s hlubokými rýhami po celé délce v nichž probíhá vlastní
transport kapaliny v podélném směru. Podmínku spontánního smáčení lze vyjádři ve tvaru
Pw
SS = * cosθ
< 1
Pn
Zde P w je část obvodu rýhy smočené kapalinou, P n je část obvodu na hranici kapaliny
v rýze s okolním vzduchem a θ je smáčecí úhel. Pokud je parametr SS=1 nedochází
k pohybu kapaliny a pro SS>1 nedochází ke smáčení. Je tedy patrné, že velikost rýhy může
umožnit spontánní smáčení. Na základě těchto úvah bylo navrženo několik typů vláken
umožňujících samovolné smáčení. Vlákno 4DG (deep groover) má tvar s osmi výrůstky a
osmi hlubokými rýhami. Jeho kružnicovost c k = 2,7 a měrná povrchová plocha S p =0,32 m 2 /g.
v
4DG
H
Typické profily pro spontánně smáčívá vláken
Výrazně lepší smáčecí schopnosti má vlákno průřezu H. Jeho kružnicovost ck = 5,4 a
měrná povrchová plocha Sp = 6,3 m2/g. Vlákna těchto profilů se dají připravit z libovolného
vláknotvorného polymeru. Oblast použití těchto vláken pro technické textilie sahá od
geotextiií a filtračních textilií až ke zvukově a tepelně izolačním materiálům.
5
prof.Ing. Jiří Militký,CSc.,doc. RNDr. Jiří Vaníček, CSc, katedra textilních materiálů, TF, TÚ Liberec
Vlastnosti vláken