способ определения воздухопроницаемости объемных материалов

Формула изобретения

Способ определения воздухопроницаемости объемных материалов, включающий равномерное распределение давления на пробу по торцевой поверхности точечной пробы объемного материала с помощью системы нагружения при исключении подсоса воздухом через боковую поверхность пробы, оценку воздухопроницаемости, отличающийся тем, что под пробой создают и измеряют разрежение, давление на пробу измеряют и изменяют в процессе испытаний, осуществляют контроль толщины пробы, рассчитывают показатель воздухопроницаемости с учетом толщины точечной пробы, давления на нее и перепада давления воздуха при разрежении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к материаловедению изделий легкой промышленности, в частности к методам изучения структуры и свойств материалов.

Для испытания бытовых и технических тканей (материалов) применяют приборы марки ВПТМ-2, ВПТМ-2М, ATL-2 (FF-12) и марки УПВ-2, определяющие воздухопроницаемость как объем воздуха, прошедшего через заданную площадь испытуемого материала за единицу времени при определенном разряжении под точечной пробой. Указанные приборы обеспечивают измерение воздухопроницаемости в диапазоне от 25 до 10750 дм³/(м²с), разряжение под точечной пробой 49 Па (5 мм вод. ст.), силу прижима точечной пробы 147 Н (15 кгс). Реализованный на приборах способ испытания предусматривает прижим образца к испытательному столику по периметру круглого отверстия заданной площади. Диаметр отверстия выбирают в зависимости от воздухопроницаемости точечной пробы, но усилие прижима остается постоянным. Так как при увеличении диаметра увеличивается площадь контакта прижимного кольца с образцом, то изменяется давление на образец. Поэтому этот способ не обеспечивает получение сопоставимых стабильных результатов и возможность сравнения показателей воздухопроницаемости различных материалов (ГОСТ 12088-77. Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости - М.: Изд-во стандартов. - 12 с.; Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства: Учебное пособие для вузов (Бузов Б.А., Алыменкова Н.Д., Петропавловский Д.Г. и др., - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1991 - 432 с).

Известен прибор марки ВПТМ-2, который комплектуется шестью сменными столиками с отверстиями радиусом 8, 12,5, 17,8, 25,2. 39,9 и 56,5 мкм. Ширина зоны контакта прижимного кольца 13 мм. При испытаниях давление на образец между первым и шестым столиком изменяется в 4,34 раза, что не позволяет сравнивать показатели различных материалов.

Во время испытаний объемные материалы (нетканые полотна, синтепон, пакеты с перопуховой массой) претерпевают значительные деформации как в зоне контакта с прижимным кольцом, так и по поверхности продуваемой области. На результаты испытаний также влияет подсос воздуха через боковые поверхности точечной пробы между столиком и прижимным кольцом.

Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявленному является способ определения воздухопроницаемости объемных материалов, включающий равномерное распределение давления на пробу по торцевой поверхности пробы объемного материала с помощью системы нагружения при исключении подсоса воздуха через боковую поверхность и оценку воздухопроницаемости (авт. св. СССР N 679658, кл. G 01 N 33/36, 1979).

Однако данный способ недостаточно информативен ввиду неизменности давления на пробу и ее объема в процессе испытания.

Целью настоящего изобретения является получение сопоставимых стабильных результатов при определении воздухопроницаемости объемных материалов.

Предложенный способ определения воздухопроницаемости объемных материалов основан на принципиально новом подходе, основанном на изменении и измерении приложенного давления на точечную пробу и соответствующем расчете показателя удельной воздухопроницаемости.

Указанная цель достигается за счет применения испытательного узла (выносного столика), который позволяет:

определять воздухопроницаемость объемных материалов толщиной до 200 мм при различных давлениях;

исключить подсос воздуха через боковую поверхность точечной пробы;

равномерно распределить давление по торцевой поверхности точечной пробы, а не по периметру;

осуществлять контроль толщины точечной пробы в процессе испытания;

производить оценку воздухопроницаемости путем расчета показателя воздухопроницаемости объемных материалов с учетом толщины точечной пробы, давления на эту пробу и перепада давления воздуха при создании и измерении разряжения под пробой.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема дополнительного узла, состоящая из системы нагружения 1 с сетчатой площадкой давления на пробу, точечной пробы объемных материалов 2, полого цилиндра 3, сетки 4 и камеры разряжения 5.

Исследование воздухопроницаемости синтепона и гусиного пуха с помощью предлагаемого способа показали, что увеличение давления на точечную пробу ведет к уменьшению толщины этой пробы и снижению показателя воздухопроницаемости. Для сравнения показателей воздухопроницаемости различных объемных материалов, отличающихся по толщине, удельная воздухопроницаемость определяется:

B_уд = B_p,ph,

где B_p,p - воздухопроницаемость точечной пробы при нагружении давлением P и разряжении под точечной пробой P, дм³/(м²с);

P - давление на точечную пробу, Па;

P - разряжение под точечной пробой, мм вод. ст.;

h - высота точечной пробы, мм.

На фиг. 2 показана зависимость удельной воздухопроницаемости пуховой массы от плотности точечных проб, полученная с использованием разработанного способа.

Плотность точечных проб в процессе испытания на воздухопроницаемость изменялась путем изменения давления на эти пробы при измерении величины этого давления.

Результаты показали, что с увеличением плотности точечных проб на начальном этапе, происходит резкое снижение удельной воздухопроницаемости. Дальнейшее увеличение плотности не связано с резким изменением показателя удельной воздухопроницаемости.

Пользуясь полученными результатами, можно рассчитать воздухопроницаемость объемных материалов любой толщины и любой плотности, кроме того, показатель удельной воздухопроницаемости, получаемый при применении разработанного способа, является универсальной величиной и позволяет существенно сократить экспериментальные исследования при проектировании теплозащитной одежды и при разработке различных фильтров.