Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 5

Transkript

1 PŘEDNÁŠKA 5 π n * ρvk * d 4 n [ ] 6 d + s *0

2 v m [ mg] [ m] Metody stanovení jemnosti (délkové hmotnosti) vláken: Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z průměru (tloušťky) vlákna u vláken kruhového průřezu Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z plochy průřezu vlákna Metoda gravimetrická Metoda rezonanční Metoda pneumatická l

3 Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna Použití pouze pro vlákna s kruhovým průřezem (vlna, polyester, polyamid) Přístroj: projekční mikroskop lanametr * Vlákna jsou promítána na matnici, kde se měří tloušťka vláken v dílcích nutno provést kalibraci systému pro přepočet na mikrometry [µm]. 0 µm Mikrometry mikrometrické měřítko dílky Objektiv 0x: 0 dílků 0 µm > dílek µm * Francouzsky vlna laine (přístroj zkonstruován pro měření průměru vlny

4 Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna Projekční mikroskop zdroj světla, kolektor, 3 hranol, 4 kondenzor, 5 preparát, 6 objektiv, 7 hranol, 8 zrcadlo, 9 matnice Matnice

5 Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna Katedra textilních materiálů m π * d 4 * v ρ vk * l v * K [ kg] v π *( d ) 4 * ρ vk *0 [ tex] ρ vk hustota vláken [kg.m -3 ]: Vlna: PES: 338 d - průměr (tloušťka) vlákna [µm] přepočítaný na [m] ρ vk - hustota vláken klimatizovaných [kg.m -3 ] l v - délka vlákna [m] K - konstanta pro přepočet jednotek (v našem případě K 0 6 ) v vychází pro vlákna 0, 0,9 tex 9 dtex!!! 6

6 Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna v π 6 *( d ) * ρvk *0 [ tex] Podle tohoto vztahu získáme pouze 4 přibližnou hodnotu v! Pro zpřesnění výsledku je nutno funkci v f (d ) rozvinout podle aylorova rozvoje s s π * ρ 4 vk π ρ 4 s * vk n n [ ] 6 d + s *0 [ tex] * π * ρvk 4 d ( ) d * s [ tex ] d * d * s d [ tex]

7 Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z plochy průřezu vlákna v π *( d ) 4 * ρ vk *0 6 [ tex] Plocha průřezu π * 4 d Pro stanovení plochy průřezu nutno zhotovit preparát v řezu a je nutno zkalibrovat systém. Při stanovení zobrazovacího modulu počítáme zobrazovací modul plošný (přes mikrometrické měřítko) Průřezy jsou Obkreslovány a planimetrovány d Fotografovány a planimetrovány Přenášeny přes digitální kameru do systému obrazové analýzy využití výpočetní techniky jednak ke snímání, tak k měření a výpočtům S V

8 Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z plochy průřezu vlákna v π *( d ) 4 * ρ vk *0 6 [ tex] přechází na S Pro stanovení průměrné jemnosti je výhodné počítat pro každou plochu jemnost zvlášť. (S i je v [m ]) Mikroskopická metoda s využitím obrazové analýzy * ρ *0 Vstup do systému obrazové analýzy: -mikroskop - makroskop - scanner - kamera i i 6 [ tex]

9 Mikroskopická metoda s využitím obrazové analýzy

10 Gravimetrická metoda stanovení jemnosti vláken Gravimetrická metoda : přesné odměření délky vlákna zvážení odměřené délky Nelze provádět u jednotlivých vláken snopky vláken s přesně odříznutou délkou se zváží a pak se spočítá počet vláken ve snopku mimořádné nároky na přístrojové vybavení a obsluhu Jemnost vláken: V msv * n [mg/m] [tex] m Sv - hmotnost svazku vláken [mg] l Sv -odříznutá délka svazku vláken [m] n V -počet vláken ve svazku l Sv V

11 Rezonanční metody stanovení jemnosti vláken Metody jsou založeny na stanovení frekvence, popř. délky vlny kmitající struny (vlákna), f L * F m* g * A [ Hz] Délka vlny je závislá na délce kmitající struny (vlákna), hmotnosti vlákna předpětí vlákna

12 Rezonanční metody stanovení jemnosti vláken A f L * F m* g * A ( ) + R E * π L P [ Hz] F - rezonanční frekvence [Hz] L - délka kmitající struny (vlákna) [m] F - napětí (předpětí) struny (vlákna) [N] m - hmotnost jednotky délky [kg] g - gravitační zrychlení [m.s - ] A - opravný koeficient (konstanta závislá na materiálu vlákna) R - poloměr kruhového průřezu struny (vlákna) [m] E - modul elasticity [Pa] P - předpětí [N]

13 Přístroj VIBROSKOP Posunem dolní čelisti spojené se snímačem kmitů se hledá uzlový bod kmitajícího vlákna. Vtomto případě je rozkmit vlákna největší a upínací délka L je rovna L Pak f λ L * [ m] P M [ Hz] L upínací délka [m] P - předpětí [N] M - hmotnost vlákna [kg]

14 Přístroj VIBROSKOP f L * P M [ Hz] M L f P K [ tex] L Vztah není nutno přepočítávat jemnost se ukáže na displeji přístroje (v [dtex]) otéž vlákno lze použít pro zjištění pevnosti a pro přepočet na relativní pevnost F r [cn * dtex - ]

15 Pneumatické metody měření jemnosti vláken jsou založeny na stanovení odporu vločky vláken ve tvaru ucpávky proti pronikání vzduchu Je nutno zajistit: -Konstantní hmotnost vločky -Konstantní tlakový spád -Konstantní plochu ucpávky z vláken -Konstantní výšku ucpávky Výsledek měření zahrnuje vliv jemnosti vláken, povrchové struktury a průřezu vláken. Prostup vzduchu vlákennou ucpávkou závisí na velikosti pórů mezi vlákny.

16 Pneumatické metody měření jemnosti vláken Mezi jemností vláken, množstvím prošlého vzduchu a poklesem tlaku za vlákennou ucpávkou při konstantním objemu vzduchu existuje vztah: K Q * p konstanta K : ( ρ * A* L m) K *. K η * m * ρ * L * 4π konst L A 3 Q p Q p Q - objem proudu vzduchu [m3] p - pokles tlaku za vlákennou ucpávkou [Pa] K - velikostní faktor ρ - hustota vláken [kg.m-3] A - velikost plochy vlákenné ucpávky [m] L - délka vlákenné ucpávky [m] m - hmotnost vláken [kg] η - viskozita pronikajícího vzduchu [Pa.s]

17 Přístroj MICRONAIRE (pro bavlnu) a WIRA (pro vlnu) Stupnice měřicího přístroje je cejchována přímo v jednotkách jemnosti. Pro bavlnu jsou přístroje cejchovány v jednotkách micronaire. Vlákna jsou měřena ve vločce, tj. ve velkém souboru vláken, výsledky měření jsou průměrnou hodnotou jemnosti vláken ve vločce.

18 Přístroj MICRONAIRE (pro bavlnu) a WIRA (pro vlnu) Převodní vztah mezi jednotkami micronaire a dtex : M µg ",54 [0-9 kg/0 - m] Převodní konstanta je,54 -. MICRONAIRE do 3,0 3,0 3,9 3,9 4,9 4,9 5,9 od 6,0 [dtex],8,8,58,58,93,93,3 nad,36 Specifikace velmi jemná bavlna jemná bavlna středně jemná bavlna středně hrubá bavlna hrubá bavlna