Плотность тканей характеризуется абсолютным числом основных или уточных нитей, расположенных на единице длины ткани. Чаще всего плотность определяется на отрезке 100 мм отдельно по основе П₀ и по утку П_у. Ткани могут быть равноплотными, т. е. иметь одинаковую или почти одинаковую плотность в обеих системах нитей и неравноплотными с различной плотностью по основе и по утку. Соотношение абсолютной плотности по основе и утку определяет форму ячейки ткани и является одним из основных параметров, определяющих сходство или различие свойств ткани в долевом и поперечном направлениях.

При одинаковой фактической плотности, т. е. одинаковом количестве нитей на единицу длины ткани, степень ее заполнения нитями может быть различной в зависимости от толщины последних. Поэтому для получения сравнимых характеристик вводится понятие линейного и поверхностного заполнения ткани нитями. Линейным заполнением или относительной плотностью называется отношение фактического количества нитей основы или утка к максимально возможному количеству нитей того же диаметра, которое может быть теоретически расположено без промежутков, сдвигов и смятий на аналогичной длине ткани (рис. 1-26).

Рис. 1-26. Схема расположения нитей при максимальном заполнении

Максимальная плотность ткани равна:

где L — длина участка ткани, на котором определяют плотность, в мм; d — диаметр нити в мм.

Расстояние между центрами нитей при такой плотности соответствует минимально возможному или минимальной геометрической плотности:

Если нити расположены на определенном расстоянии одна от другой, заполнение ткани характеризуется отношением диаметра нити d к расстоянию между двумя соседними нитями (рис. 1-27). На длине L при плотности П это расстояние равно L/П, а при условии, что L=100 мм, оно равно 100/П. Линейное заполнение по основе и утку равно:

где Е₀ и Е_у — линейное заполнение по основе и утку в %; do и d_y —диаметр основных и уточных нитей в мм; П₀ и Пу — плотность ткани по основе и утку на длине 100 мм.

По формуле, приведенной ранее:

Подставляя значение d в формулы линейного заполнения, получаем:

 

Рис. 1-27. Ячейка ткани.

Линейное заполнение тканей по основе и утку меняется от 25 до 150% (табл. 1-4).

Таблица 1-4 Ориентировочное линейное заполнение тканей различного назначения

Назначение и волокнистый состав ткани	Линейное заполнение в %
	по основе	по утку
Бельевые:хлопок штапельные волокна	40—60	40—50
Платьевые: хлопок, шерсть, шелк, химические комплексные и штапельные волокна	40—70	35—60
Костюмные: хлопок, шерсть, химические штапельные волокна	65—125	50—90
Пальтовые: хлопок, шерсть, химические штапельные волокна	50—150	40—130

Ни линейное, ни максимальное заполнение не зависит от переплетения, оно указывает лишь, какой процент площади ткани заполнен параллельно лежащими нитями одной системы. Если линейное заполнение больше максимальной плотности, т. е. больше 100%, то нити или сплющиваются, принимая эллиптическую форму, или располагаются со сдвигом на разной высоте. По линейному заполнению может быть подсчитан размер сквозных пор ткани (см. рис. 1-27).

Линейное наполнение показывает, какой процент длины ткани вдоль основы или утка занят поперечниками нитей обеих систем с учетом их переплетения. При переплетении между нитями одной системы проходят нити другой системы. Каждая связь, т. е. переход нити с лицевой стороны ткани на изнанку и с изнанки на лицевую сторону, влечет за собой раздвигание на какое-то расстояние нитей противоположной системы. Поэтому, чем больше связей имеет переплетение в пределах раппорта, тем меньше может быть максимальная плотность ткани.

Рис. 1-28. Схема расположения нитей ткани полотняного переплетения при максимальном наполнении

Определим максимально возможное наполнение ткани Н_мах при полотняном переплетении (рис. 1-28). Известно, что OB² = OA² — AB² ,а так как:

где h — высота волны, то:

и соответственно для уточной системы нити:

Так как максимальное наполнение обратно пропорционально минимальной геометрической плотности, то на длине 100 мм:

откуда максимальное наполнение при полотняном переплетении равно:

Переплетения с более длинными перекрытиями, в которых отдельные группы нитей получают возможность располагаться вплотную, сообщают ткани большую емкость, чем переплетения с короткими перекрытиями и частыми связями. Поэтому, например, атласным переплетением можно вырабатывать ткани со значительно большими плотностями, чем полотняным переплетением. Чтобы рассчитать фактическое наполнение ткани Н произвольного переплетения, необходимо помимо числа нитей в раппорте ткани знать количество приходящихся на эту же длину связей С. В этом случае длина раппорта, занятая поперечниками нитей, составляет:по основе:

и по утку:

При плотности П на 100 мм и количестве нитей п длина раппорта L_R равна:

Определяя линейное наполнение по основе Н₀ и по утку Н_у как отношение длины раппорта, занятой поперечниками нитей, к общей длине раппорта в %, получаем:

Связь элементов в ткани может характеризоваться коэффициентом связанности по основе Ко и по утку К_у, представляющим собой отношение линейного наполнения к линейному заполнению ткани:

 

Поверхностным заполнением Е_s называется отношение площади ткани, заполненной проекциями основных и уточных нитей, ко всей площади ткани. Так как, переплетаясь между собой, нити основы и утка накладываются одна на другую, площадь их проекции меньше площади, занимаемой каждой системой нити в отдельности. Пусть площадь ткани ABCD (см. рис. 1-27), а площадь проекций основной нити АВМК и уточной — AFJD. Отсюда линейное заполнение ткани по основе и по утку равно:

Заполнение всей рассматриваемой площади ткани следующее:

Зная поверхностное заполнение ткани, можно определить ее поверхностную пористость R_s по формуле:

Объемное заполнение E_v показывает, какой процент объема ткани V_T составляет объем нитей основы и утка V_H

Чтобы определить объем ткани и нитей, надо знать их массу, т. е. объемный вес β. Объемный вес определяют, как отношение веса g к объему V, измеренному по внешнему контуру:

Откуда объемный вес нитей β_н и ткани β_т равен:

и следовательно,

где g_н — вес нитей основы и утка в данном отрезке ткани в мг; g_T — вес отрезка ткани в мг; Vн — объем нитей в мм; V_T — объем ткани в мм³; β_н — объемный вес нитей в мг/мм³; β_т — объемный вес ткани в мг/мм³. Подставляя в формулу значение V, получаем:

Так как вес ткани состоит из веса основных и уточных нитей, то g_н =g_T отсюда:

т. е. объемное заполнение может быть выражено, как отношение объемного веса ткани к объемному весу нитей. Весовое заполнение E_g в % определяется, как отношение объемного веса материала β к удельному весу волокон :

Общая пористость материала R_g вычисляется в долях объема материала, незаполненного волокнами:

Таблица 1-5. Ориентировочные значения объемного веса и пористости тканей.

Волокнистый состав ткани	Объемный вес в г/си3	Общая пористость в %
Хлопчатобумажные	0,25—0,50	65—80
Льняные	0,40—0,70	50—70
Шерстяные	0,15—0,40	60—85

От заполнения и пористости ткани зависит ее вес и толщина, теплозащитные свойства и воздухопроницаемость. С увеличением заполнения возрастает связанность между нитями ткани и волокнами в пряже, вследствие чего ткань приобретает большую прочность.

Ткани с высоким заполнением обладают большей устойчивостью к деформациям, поэтому при настиле и пошиве они почти не имеют перекоса, одежда из них лучше сохраняет форму и не сминается. Вследствие большой упругости ткани с большим заполнением труднее разутюживаются и сутюживаются, на придание формы изделию из таких тканей утюгом или прессом требуется больше времени. Компактное расположение нитей обеспечивает их лучшее закрепление в общей структуре ткани и повышает ее износоустойчивость — прочность к истиранию и выносливость к многократным растяжениям. При слишком высоком заполнении ткань становится жесткой, затрудняется ее моделирование, ткань теряет способность хорошо драпироваться.

Подсчет числа нитей при определении плотности тканей производят с помощью лупы, проектора или специальных приборов. До сих пор наиболее распространенным является стандартный метод, по которому плотность ткани определяется подсчетом числа нитей с помощью лупы. Проектор позволяет определять плотность с помощью системы линз, проекционного объектива и зеркал, которые дают десятикратное увеличение нитей ткани, проектируемых на матовый экран с сантиметровыми делениями и подвижным указателем, что несколько облегчает подсчет плотности.