Textilní zkušebnictví část IV a

Transkript

1 Textiní zkušebnictví část IV a Jiří Miitký Snímky s červenou havičkou sou pouze pro dopnění (nezkouší se) Testování váken geometrie

2 Vastnosti váken Geometrické vastnosti: déka, emnost a tvar příčného řezu, povrchová struktura Mechanické vastnosti : napětí při přetrhu (pevnost), deformace při přetrhu (tažnost), počáteční modu, tuhost, houževnatost, ohybová tuhost, křehkost, únava.. Tepené a termo-mechanické vastnosti : bod tání, přechodové tepoty, tepená vodivost, ztrátový úhe, dynamický modu, ztrátový modu, Eektrické vastnosti : statický nábo, povrchová rezistivita, obemová rezistivita, dieektrická konstanta Sorpční charakteristiky: navhavost, příčné bobtnání, podéné bobtnání, obemové bobtnání, tepo sorpce Oděr a opotřebení Chemická odonost, odonost proti povětrnostním vivům, odonost proti hoření

3 Přímé stanovení déky váken I Měření na třídícím kuičkovém přístroi Načítání počtu váken v určité třídě e řešeno stisknutím kávesy 3 po vytažení vákna ze svěru v čeisti 1. Šířka kávesy e šířka třídy Δ. Jsou načítány počty váken ve třídách f n /n Měření na skeněné desce Používá se zeména pro stanovení déky váken vytažených z přízí. Skeněná deska s adhesivem, na ni se natáhnou vákna a ednotivě se měří. Výsedky měření: L [mm] n...počet váken v -té třídě (déky )

4 Přímé stanovení AFIS - Uster déky váken II Optoeektrické měření váken napřímených proudem vzduchu. Pro získání reevantních f () Chemická vákna 500 Vna 400 zdro přímač Přibižná déka váken KUHN = 8-1 mm m n S m m n S m c s c s m c m urovnaný chomáček

5 Nepřímé stanovení Rozteč mezi hřebeny: ba 4 mm déky váken I Stanovení déky váken z hmotností v ýková 5 10 mm 5 mm Vzdáenost mezi zuby 0,5; 1; 1,3 mm Dvě hřebenová poe, v ednom e chomáč váken uožen v původním neroztříděném stavu, do druhého se rovnaí na spoečnou zákadnu. Vákna se vytahuí z hřebenů pode déek a sou vážena na přesných vahách. Prázdné hřebeny sou shozeny do doní poohy. Hřebeny sou od sebe vzdáeny o Δ.

6 Nepřímé stanovení déky váken II Stanovení déky váken z třásně Upatnění tam, kde e zapotřebí ryche a přesně změřit charakteristiky vákenné suroviny. Pro rychost a přesnost měření sou tyto metody zařazeny do inek HVI ( HVI = High Voumen Instruments) Zákadní metodou nepřímého měření déky váken v třásni e FIBROGRAPH.. Vytvoření třásně na zařízení FIBROSAMPLER Měření třásně ve vastním FIBROGRAFU vytvoření grafického záznamu FIBROGRAMU (FIBROLINER) perforovaný buben stírací kartáč

7 Nepřímé stanovení původní odřezané déky váken III Proměřené třásně (fibrogram) A Kapacitní princip (ALMETR, TEXTLAB, AL100(vna), AL 101 (bavna)). Třáseň se pohybue mezi eektrodami kondenzátoru (1.8 mm šířka). Jeho kapacita se měří ineárně s hmotou uvnitř. Napětí e úměrné hustotě váken deších než. 0 % 100 % x x F B Mechanický princip (Uster Stape Diagram) Toušťka třásně se měří při konst. taku po 30 s vibraci. C. Optoeektrický princip FIBROGRAM - Wira Ceková povrchová pocha úseků třásně e měřena pomocí průchodu světa fotoeektricky. světená cona svazek fotobuňky váken

8 Třáseň A...sevření a vyčesání L 0 m c f ( ) n n f Počet váken deších nebo rovných v místě A : n n Rovnoměrné rozděení váken po déce L o. n,...f() Pravděpodobnost, že vákno déky bude sevřeno v místě A P * c c x 1 0 P c n * Počet váken déky v místě A: k H c n c n f i i x n

9 Průměrné vákno P w Pro stená : v v, v 1 v w Obem Hmotnost Jemnost V P = S m P = V P * m T S * Cekem v -té třídě: V = n V P m = n m P Převody: P m n VP m n V V P v V v w f Podí zastoupení váken v -té třídě m m Hmotnostní: w m c m n Četnostní: f n Obemový: v V V V V Dáe uvažueme stené n VP f VP n f S f T n V n f V f S f T P P m m c n mp mp w n m w m T c m P m P w T w

10 Zpracování dat Pro stené emnosti T = T: w Střední četnostní déka: L f Hauter: w 1 a f w w H Střední hmotnostní déka: f f L w L L w a w f La L L 1 V w a f w f f f S f S w Barbe: f V L a B f S f S Pro vnu B H 1 V H

11 F f tdt 0 P 1 F f t dt Déka váken Variační koeficient déky váken e pro přírodní vákna poměrně vysoký. Pro bavnu e to 40% a vnu e to koem 50%. Je tedy důežité sedovat rozděení déek váken a nestačí pouze výpočet průměru a rozptyu. max bavna viskóza Déka vákna e definována ako vzdáenost konců napřímeného vákna bez oboučků a bez napětí P() diagram 0,05 0,5,5% váken sou deší Stapová křivka 0,05 0,5 P()

12 Déka váken hustota pravděpodobnosti reativní četnost [%] Rozděení déek váken ze standardně charakterizovat tzv. četnostní hustotou pravděpodobnosti f(), kdy se vychází z počtu váken n vyskytuících se v -tém intervau [, +]. Aternativně ze rozděení déek váken charakterizovat tzv. hmotnostní hustotou pravděpodobnosti g(), kdy se vychází z hmotnosti w váken vyskytuících se v - tém intervau [, +]. f p 0 M déka váken [mm] * * n n f d n f Průměrná déka Rozpty déek Variační koeficient déek Modání déka CV (* 100) L df d - L d M L a f d 0 a 0

13 Déka váken histogram ˆ f, ˆf d nˆ n k... 1

14 Charakterizace déek váken Horní kvartiová déka (UQL) e definována ako déka, kterou převyšue 5% váken Mediánová déka (ME) e definována ako déka, kterou převyšue 50% váken Déka Upper Haf Mean (UHM) Průměrná déka 50% nedeších váken. Horní kvartiová průměrná déka (UQML) Průměrná déka 5% nedeších váken Procentní déka rozpětí - Span (SL(T)) Určue procento váken, které dosahuí aespoň předepsanou vzdáenost T% (obyčeně.5% and 50% ) f d P UQL UQL 0. 5 f d P ME ME UHM f d ME 1 UQML f d PUQL UQL T% 1 Pd 100 La SL(T)

15 Charakterizace variabiity déek váken Index stenoměrnosti (UI %) UI e poměr průměrné déky a déky UHM Podí stenoměrnosti (UR %) UR e podí SL(50%) a SL(.5% ) Je menší o faktor přibižně 1.8 než UI Obsah krátkých váken (SFC %) Je to procento váken kratších než edna poovina pace (1.7 mm). Disperze d max E Ee D 100 E 0 0,5(0J) 0,75(0J) J e UI 1. 7 t. SCF 100 f dt P 1 7 % 0 L a UHM 100 SL 50 UR 100 SL. 5 E... efektivní déka horní (kvarti) e... efektivní déka doní (kvarti) D... interkvartiová odchyka

16 Charakterizace déek váken pro normání rozděení I Z experimentáních dat se spočítá četnostní průměr L a a rozpty resp. variační koeficient CV. Jako f() se pak uvažue hustota pravděpodobnosti normáního rozděení. Pro různé (kvantiové) déky a index stenoměrnosti pak patí Horní kvartiová déka (UQL) Mediánová déka (ME) Me Index stenoměrnosti (UI %) Chyba aproximace koem 1% La UQL L UI L CV L a L a Déka Upper Haf Mean (UHM) UHM L a CV Horní kvartiová průměrná déka (UQML) UHM L CV a a a

17 Charakterizace déek váken pro normání rozděení II Chyba aproximace koem 1% / L SCF% erf a Obsah krátkých váken (SFC %) CV Procentní déky rozpětí - Span (SL(T)) neze vyádřit v anaytickém tvaru. Na zákadě numerického řešení byy sestaveny diagramy eich závisosti na průměrné déce L a = ML a rozptyu Podí stenoměrnosti (UR %)

18 Příkad Chyba aproximace koem 1% Braziské bavny četnostní hustota pravděpodobnosti hmotnostní hustota pravděpodobnosti L 0. 7 mm CV 49. % L 5. 7 mm CV 34 % a w w

19 Déka váken distribuční funkce F() [%] f F x L 1 a exp M x Pro normání rozděení e F x x 0 F x f d [mm] Modání déka df d M 0 L L x 1 a 1 a exp erf

20 Déka váken diagram max P 1 F f t dt normání rozděení experimentání Pro normání rozděení e 1 L P 1 erf a x Hmotnostní diagram

21 T() T(0) T() Déka váken fibrogram I T y 0 T y T T T(0)...podí váken deších než...průměrná déka váken deších než max f d P 1 T P d La 0 T 0 T T experimentání normání rozděení T Pro normání rozděení e L L L 1 L Hmotnostní fibrogram a a a a erf exp Lp

22 Déka váken fibrogram II Na úrovni 50 % se odečítá déka váken přináežeící 50 % -nímu děicímu bodu. Tyto déky se odečítaí také na úrovních 5 % a na,5 %. Z déek SL(50) a SL (,5) se vypočte stenoměrnost stapu ( UR): SL 50 UR SL, 5 Dobrá stenoměrnost stapu e více než 0,45 (45%) - Seřízení pracovních orgánů přádenické technoogie -

23 Déka váken stapová křivka I Stapová křivka e inverzní funkce k diagramu Kadený stap f() n ˆf n k 1 P() n k k 1 ˆ x ˆf n, i i d n i 1 1 d Křivka: ˆ x, d k... 1 L a k 1 xˆ xˆ

24 Déka váken stapová křivka II g() Hmotnostní hustota pravděpodobnosti gˆ m m Hmotnostní stap ˆ x, Křivka: w d d L w m...hmotnost pro déky + k... 1 k k 1 ˆ x gˆ m n w i i i i m i 1 1 Patí Pak g g m m 1 n n a také f f xˆ w G() m Vztah mezi f () a g (): n resp. m m S n * f a nakonec g E

25 Rozbor stapové křivky L s..střední déka (mediánová) L a... průměrná déka d s 0 L a S Z S d max 1 max / 1/ 1 0 0,5*(0Z) Z Krátká vákna K JZ * % Z 0 ( 0,5*(0P)) P J Z

26 Pro spřadatenost e kritická déka koem 10 mm. Kritická déka kritická déka L c e déka vákna v matrici, pro kterou e sía potřebná k eich udržení v matrici F s právě rovna eich pevnosti F v F s A i v v f A i e povrchová pocha mezi váknem a matricí A v e pocha příčného řezu vákna e smykové napětí mezi váknem a matricí f e napětí do přetrhu vákna. Pro kruhová vákna pooměru r e F A Vákna s dékou vyšší než L c maí tendenci prasknout při deformaci příze a využití eich pevnosti e tedy úpné. Vákna s dékou menší než L c maí tendenci k vytažení z matrice bez prasknutí. L c r f

27 d [mikrometr] Ohebnost váken Vztah mezi počátečním moduem a průměrem vákna s fexibiitou ako má poyesterový monofi o průměru 56 m a moduu 1 GPa. Ohebnost váken závisí na počátečním moduu v tahu E a pošném momentu setrvačnosti I. Pro kruhová vákna průměru d e I d 4 / 64 Mírou ohebnosti váken e parametr F e = 1/(M R), kde M e ohybový moment a R e pooměr křivosti vákna. Pro ohyb nosníku obecně patí: MR = E I. Pak pro kruhová vákna pooměru d patí, že Vákna s vysokým moduem tedy musí mít dostatečně maý průměr aby bya ohebněší Fe E E [GPa] 64 d 4

28 Geometrické vastnosti -význam Ohebnost e nepřímo úměrná čtvrté mocnině průměru kruhových váken (resp. eich toušťky). Pro vákna s toušťkou nad 40 µm sou iž vákna příiš tuhá, a nesou vhodná pro výrobu stapových přízí. Toušťka přírodních váken e koem µm a toušťka syntetických váken e koem 10 5 µm.

29 Příčné rozměry Kruhový v, syntet.vákna Podéný pohed (toušťka) d Jemnost ako průměr vákna d PRŮŘEZ Nekruhový ba, ph Příčný řez Jemnost ako ineární hmotnost T m Vákna: Déka [m] Měrná hmotnost [kg.m -3 ] ( ) Lineární hmotnost T [tex] Hmotnost m [kg] Obem V [m 3 ] Povrch (bez konců) P [m ] Měrný povrch S = P/m [m.kg -1 ] Charakterizace příčného řezu: Pocha S [m ] Obvod O [m]

30 Vztahy pro kruhová vákna Obvod příčného řezu O r d o Průměr vákna Ao do T 10 Pocha příčného řezu π d T Oo d A 6 4 ρ10 4 T S Povrch vákna T P o d 10 Obem vákna T Vo A o 6 10 Hmotnost vákna m A o o T 6 10 Měrný povrch vákna 3 P o 10 4 Oo 4 m T d d o 6

31 Příkad Pro vákno déky = 10 cm, emnosti T = 1 dtex, a měrné hmotnosti = 1000 kg. m -3 vyde: O o = 35 m; d o = 11,3 m; A o = 100 m ; P o = cm ; V o = 10-5 cm 3 ; m = 10 g; S P = cm.g -1 = m.g -1.

32 Povrchová pocha váken Pocha A v Obvod O v Měrná povrchová pocha S p, e definována ako povrch vákna (bez povrchu konců) vztažený na eho hmotnost. Pro kruhová vákna pooměru r patí S p r 4 r r T Pro vákna nekruhového průřezu ze použít informace o eich obvodu O v a poše příčného řezu A v. Využívá se pochy ekvivaentního kruhového vákna A e maícího stený obvod O v A O / 4 e v Patí, že Ov Ov 4 4 ( q 1) S p A A O c O v v v v

33 Povrchova pocha [m/g] Povrchová pocha a pooměr váken Nyon 1140 kg/m3 Uhik 1800kg/m Konvencni vakna Nano vakna Mikrovakna poomer vakna [mikrometr]

34 Tvar příčného řezu I Kruhovost c e poměr pochy příčného řezu váken A v a pochy ekvivaentního kruhového vákna A e steného obvodu Pro čtvercový příčný řez A 4c / resp A c e v Ekvivaentní průměr z obvodu d e (průměr kruhového vákna se steným obvodem) O O de de Ekvivaentní pocha: de O 4 4 c = /4 = 0,785. Pro obdéníkový příčný řez se Av Av c stranami e v b= a e c=0,698. Peirce ( cirkuarita vákna) A e 4 1 A O ( q 1)

35 O Příkad V Vepsaná kružnice O a vk Opsaná kružnice O a o Čtverec dvk Vákno čtvercového průřezu d a 1, 41 a O 4 a v Kruhovost Av a o a 4 a dr C de C 1 d e 1, 7 a 4 a d R dr d A A C e e 4 a C 0, 785 O A 16 a 4 Ekvivaentní průměr d R z pochy (průměr kruhového vákna se stenou pochou). A d R Av dr 4 d e 4 e

36 Tvar příčného řezu II Rozvinutost tvaru (Mainowska) q e často používána v textiních apikacích. Patí, že O d e 1 q d R dr C q = 0 q = 0,09 0,1 q = 0,45 0,5 Ovaita c k. e rovna poměru obvodu vákna O v a obvodu ekvivaentního kruhového vákna O e (se stenou pochou příčného řezu) Ov Ov ck tedy c 1/c O * A 1 c q ck 1 Výhoda : (q + 1) e korekční faktor c O S N SR q 1 q 1 ON OR q 1 dr q 1 4 d A A q 1 R e N v R k

37 rozvinutost tvaru Porovnání charakteristik tvaru Pro k=1 e rozvinutost tvaru kruh 0 obdéník 0,18 troúheník 0,86 Strany (osy): x a kx. Pro různé tvary příčných řezů může vyít stený tvarový faktor

38 Tvar příčného řezu III Tvar příčného řezu váken má výrazný viv na esk, omak, drsnost obemnost, transportní vastnosti textiií atd. Lesk váken závisí na podíu odraženého světa R. Fresneova rovnice n.. index omu vákna.. Index omu vzduchu ( n ) R ( n ) Světo se odráží od povrchu zrcadením nebo difúzním rozptyem. Drsné a sožité povrchy odrážeí světo zeména difúzním rozptyem. To se proeví na vzniku světeších odstínů a snížení esku. Vákna s kompexněším povrchem se tedy eví ako matovaná. U váken s vysokým eskem (kruhový příčný řez) se provádí matování pomocí TiO (má vysoký index omu).

39 Dutá vákna O O D A V A D O vněší obvod vákna, O D obvod dutiny, A D pocha dutiny, A V pocha hmoty vákna A = A V + A D ceková pocha vákna. Koeficient pnosti váken F p Pro kruhová vákna A AD 4 A A Fp D 4 A A Fp O O Koeficient zraosti (AV u bavny souvisí se zraostí! ) Z A V A Z A V Pro kruhová vákna e tedy F Z. d 4 F p V

40 Vztahy pro dutá vákna Hmotnost vákna 1 md * A V * Z* A * * Z* * * d * 4 Obem vákna S Měrný povrch vákna m V Z A 1 D Z d * * * * * 4 Povrch vákna P O * * d * T D Jemnost vákna D md Z * A * 1 d S D PD O 4 m Z* * A Z* d Pro kruhové vákno pné Pro kruhové vákno duté souvisí s průměrem i zraostí D S D S D 1 d 1 Z d

41 Bavna Stupeň zraosti Náhrada reáného příčného řezu vácovou trubicí Pocha sekundární stěny Zesíení sekundární stěny P e vněší obvod vákna v mikrometrech Modif. emnost H s v mtex hustota sekundární stěny v g/cm 3 = 1.5 g/cm 3 Jemnost H v mtex Vněší obvod vákna v mikrometrech

42 mikrotomem Měření průměru váken 10 µm díky Obektiv 0x: 10 díků = 0 µm => 1 díek = µm Přímá metoda: proekční mikroskop (LANAMETR) Krátké úseky váken mm (cca 500). Při pevném zvětšení 500 x odpovídá 1 mm na matnici m toušťky vákna ve skutečnosti. Měří se toušťka váken d a zařazue se do tříd n, d, = 1... M. A. Náhodný výběr ( konce ežící v místě X) n d d n B. Lanametrický výběr Pravděpodobnost výběru závisí na déce váken f d

43 d Lanametrický průměr (průměru váken) Vákna hodnoty:, n, d, (A ), = 1...M Počet váken déky takto vybraný x x cn B Lanametrický průměr x d n d f d x n Vztah mezi : f db k k V 1 d V 1 d Nechť: * k f db d B MA (moyenne arithmetique). a d B d k * * f d k V f Dékově vážený průměr!

44 Gravimetrická metoda - kruhová vákna Vákna tá třída : A (pocha příčného řezu),, n, d,. Postup Hmotnost váken tá třída a) určení průměrné déky f b) určení počtu váken n n edno vákno c) zvážení všech váken m m m n A d) výpočet průměrné pochy příčného řezu A m f A f A A A d R / 4 n f d R m A n n f A e) Průměrná hodnota 4 A 4 f A f d d R d R RCM f ( Racine du Carré Moyenne)

45 Vztahy mezi anametrickým a gravimetrickým průměrem Lanametrická variabiita (průměru váken),d f d f d f f V,d d d f d R,d db V d V V f Vna: V 0. 5,d d B,d B 1 1 1,d,d d d 1 V d 1 V 1V R B,d,d

46 T m * S * S * Jemnost I Pro vyádření toušťky váken standardně používá emnost (měrná ineární hmotnost) (ednotky [tex]). Jemnost T e definována ako hmotnost vákna m[g] na ednotku eho déky (v ednotkách [tex] to sou gramy na 1 km). Je zřemé, že při stené emnosti T bude průměr váken s menší měrnou hmotností (hustotou) větší než průměr váken s vyšší měrnou hmotností. Měrná hmotnost většiny váken e od 900 do 1600 kg/m 3. Keramická vákna 000 až 4000 kg/m 3, kovová vákna od 000 do kg/m 3 a uhíková vákna od1600 do 100 kg/m 3. Jemněší vákna: ohebněší, větší povrchová pocha (soudržnost)

47 Chemická vákna emnost koem 1 5 dtex emná extraemná Superemná Jemnost II = 1 dtex = 0,5 dtex = 0,1 dtex vákno toušťka d [µm] typická T [dtex] bavna (S.I.) 10 1 bavna (Indie) 18 3 vna (merino 5 vna (Asie) přírodní hedvábí 1 1,6 en (fine) 10 1 en (coarse) 7 7

48 Přímé měření emnosti Gravimetrická metoda Výběr někoika set váken ( ) a určení eich cekové hmotnosti m. a) spoečné vážení všech váken m b) spoečné vážení všech váken přibižně stené déky (třídění) a generání průměr (ASTM - ba) c) vážení úseku váken maé déky m Jemnost T dtex m mg mm 4 10 Tex = hmotnost (g) déky 1km Pro kruhová vákna d R 4 m n

49 Mikroskopická metoda Proekční mikroskop s výpočtem emnosti z toušťky vákna 1 zdro světa, koektor, 3 hrano, 4 kondenzor, 5 preparát, 6 obektiv, 7 hrano, 8 zrcado, 9 matnice Matnice

50 Obrazová anaýza 6 Tv S v vk 10 [tex] Pro stanovení poch příčného řezu S v e nutno zhotovit preparát v řezu a e nutno kaibrovat systém. Při stanovení zobrazovacího moduu se počítá zobrazovací modu pošný (přes mikrometrické měřítko) Průřezy sou Obkresovány a panimetrovány Fotografovány a panimetrovány Přenášeny přes digitání kameru do systému obrazové anaýzy : - mikroskop - makroskop - scanner - kamera d

51 Nepřímé měření emnosti Obyčeně kaibrováno přes výsedky anametru a) průchod vzduchu přes chomáč váken měrný povrch d B b) difrakce světa průměr d c) radioizotopová metoda pocha P d) sedimentační metoda obem V e) voné vibrace ineární hmotnost Výsedky Kruhová vákna ( souvisí s průměrem d) Nekruhová vákna ( souvisí s emností T)

52 Pneumatické Q p1 metody chomáč Q Jsou zaoženy na stanovení p odporu chomáče váken (vákenné ucpávky) proti pronikání vzduchu Je nutno zaistit: Konstantní hmotnost chomáče m Konstantní takový spád p p p1 Konstantní rozměry vákenné ucpávky A, L Odpor proti proudění vzduchu R = p/q (měřený) závisí na emnosti váken, měrném povrchu a tvaru průřezu váken. Prostup vzduchu vákennou ucpávkou závisí také na veikosti mezi vákenných pórů. U dutých váken se proeví i podí pochy dutiny Z A / A V L AA c

53 Propustnost A c P 1 m P vzduchu L Chomáč porézní ucpávka Porozita chomáče 1 m A L c Q..obemová rychost průtoku vzduchu S..specifický povrch váken (povrchová pocha /obem)..koeficient viskozity vzduchu K..koeficient úměrnosti ( závisí na tvaru kanáků, orientaci kanáků, atd..) R odpor proudění vzduchu R V v obem váken V c cekový obem V V V C m A L KOZENY: aminární tok vzduchu přes porézní ucpávku při maém takovém spádu p p p 3 1 Ac p Q k S L 1 1 * ** p K S m L K K K S 3 L d d Z Q A m c Úprava KOZENY: Kruhová Dutá

54 T Principy měření Jemnost váken T [tex] z odporu R proti pronikání vzduchu K R 1 1 K A L m 3 1 c 1 K m L S A. Fibre Finenness (WIRA), Micronaire (Sheffied) Při konstantním p (adustace manometrem). Pak Q S Q... měřeno Rotometr konst. vznáší se kovové těísko výška Q B. Při konstantním Q se manometricky měří p p S C. Areaometer. Nastavue se L tak, aby bya R = konst L S Faktor K souvisí s uspořádáním váken v ucpávce a charakteru eich povrchu. Neze tedy přímo použít KOZENY ae e nutné kaibrovat (Lanametr).

55 Q I Bavna: Empirické modifikace LORD: Empirická modifikace KOZENY 5 1 Ac p I 0, C Pný průřez: S 1 S L T 15 S ZT Pocha stěny ba vákna: K1 K S Z T Z T A r Z 0, 655 T 18 T miitex přesněi V 1 Měření zraosti a emnosti bavny: různé porozity: 1 0, 885 0, 877 (m 1 = 4 g) S 1 (m = 6 g) S.. specifický obem váken ( 0,75 pro ba) 16, , 85 S 1 0, 079 Z T Z T regrese 19, , 8 S, 14 Z T Z T

56 Micronaire g g inch, 54 mm USA (ba) Vzduch o taku 61 bf inch - ( 41,3 kpa) prochází přes vákennou ucpávku hmotnosti 3,4 g ve vácové komůrce o rozměrech průměru d = 1 inch a déce L = 1 inch. Původní kaibrace: g.inch -1 (1 inch = 4,5 mm). Přístroe cechovány v ednotkách micronaire. Vna: tak procházeícího vzduchu p = 45 bf in - (31 kpa), hmotnost ucpávky m = 5,9 g. Převod mezi micronaire a dtex : [10-9 kg/10 - m] / 54 T dtex Micronaire,

57 Fibre Fineness Tester Fibre Finennes Tester Stený princip ako Micronaire, ae vzduch se odsává. Výhodněší (tepota, vhkost vzduchu = KONST). Otevírání V až se dosáhne úrovně B. V čerpado I M WIRA rotometr vákna A B manometr Empirické vztahy (ba): Z* T 3, 6 * I 18, 16* I 13 I M M M

58 Odděené měření Z a T a) Causticaire: (ASTM) Vzorek m= 3, g. Určení I M1. Pak botnání v NaOH a určení I M. Zraost Z Jemnost [mtex] 100 I M I M 1 T,,, I, I M 0 0 M1 b) IIC Shirey Finenness and Maturity Tester. Vzorek 4g, obemová rychost průtoku vzduchu. Q = 4 min -1 měří se p 1. Stačení na poovinu obemu,q = 1 min -1 měří se p

59 Princip F vzduch Areaometer D D PORT - AR (Spinab) vákna D D vodní vzduchový nádrž fitr čerpado Působí stáý tak. L m = 8 g (ba) K S * vákna voně D pohybivý píst D - kapiáry AREALOMETER Princip Wheatstonova můstku. Vyrovnání taku v obou větvích můstku se provádí změnou déky L (ucpávky). Průměr ucpávky = 0.8 cm. Adustace dáe tak, že korektní obem vákenné substance e 0.1 cm 3. Navážka materiáu [g] e tedy = 0.1 měrné hmotnosti [g cm -3 ]. Speciání příprava vzorku - vákna tvoří smyčky orientované napříč směru průchodu vzduchu. PORT - AR: náhodné uspořádání váken.

60 CSIRO Sonic Fineness Tester měřicí zesiovač měřicí zařízení čido M p digitání dispay Aternuící tak vzduchu proudí axiáně přes vákna (zvukové vny). p1 p0 p 1* sin t R... odpor vůči proudění vzduchu D Acryho zákon: obemový tok přes porézní ucpávku e úměrný takové ztrátě Převod hmotného toku na obemový p P1 *sin t p k * T * R P Pro * *R 1 e: p1 *cost * * R 0 dm dt p p p 1 Po úpravách: M... Piezoeektrický převodník V zdro P 0 vna R p 1 osciátor zesiovač generátor signáu 50 Hz V P 0 dp R * * p p *sin 1 t dt Měření takových fuktuací v nádobě e nepřímo úměrné R ( R e přímo úměrné S ).

61 Vibroskopy VOLNÉ VIBRACE Nedestruktivní - v kombinaci s měřením pevnosti. Vhodné pro chemická a syntetická vákna s nekruhovým průřezem. Princip: Vastní kmity ideáně ohebné struny. Příčné vastní kmity f [Hz] ohebné struny déky [m], ineární hmotnosti ( emnosti) T zatížené hmotností M [kg] sou: a..e korekční faktor. 1 M Pro (přibižně) kruhové vákno f * T 1a 1 T M f a r E M (obyčeně a 0.03 a zanedbává se). E [Pa] počáteční (Youngův) modu

62 Vibroskopy měření 1. Stanovení frekvence f pro zadané M a.. Určení hmotnosti M při = konst., kdy vákno kmitá vastní frekvencí f. VIBROSCOP (MORTON). 3. Naezení déky při M = konst., kdy vákno kmitá frekvencí f. VIBROSCOP (SHIRLEY). VIBROMAT (TEXTECHNO): Buzení kmitání zvukovými vnami. VIBROSCOP (SHIRLEY) M MORTON F F - měřič fekvence SHIRLEY: Frekvence e fixována křemíkovým osciátorem. Vákno kmitá vivem eektrostatických si (znázorněno na obrazovce přístroe). Déka se mění tak douho, až e ampituda maximání (resonance mezi vastní frekvencí vákna a frekvencí osciátoru). MORTON: Nožový eement kmitá konstantní frekvencí 1640 cyků s -1. Pomocí otočného váce se uvoňue řetěz (M). Po docíení f e vivem resonance ampituda kmitání maximání. Sedováno mikroskopem c.s -1 řetěz (M)

63 Ostatní metody měření emnosti Metody používané v systémech HVI: FDA 00 (Textab - Peyer): 1,8 mm douhé kousky váken v kapaině. Měření aserem: přiímač AFIS (Uster): Současné měření déky a průměru napřímených váken v proudu vzduchu. IMAGE ANALYSIS (Obrazová anaýza): Úseky váken 0, 0,3 mm v isopropyakohou. Speciání zvětšení 10 x. - automatické měření - operátor vybírá obekty

64 emnost [tex] Porovnání výsedků- bavna I 0,6 0,4 0, 0, 0,18 0,16 0,14 AFIS HVI Vibroskop Uster Statistics T HVI =3,5594 T 1,7 AFIS [tex] [tex] Micronaire Spinab HVI vs. Vibroskop 0,1 0, číso vzorku T HVI = 0,690 T vibro [tex] [tex]

65 fineness [te Porovnání výsedků- bavna II AFIS HVI Vibroskop Gravimetric method LL Gravimetric method UL sampe n. Vibroskop vs. Gravimetrická metoda T vibro = 0,7 T gravi +0,079 [tex]