ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN



Podobné dokumenty
Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 7 MECHANICKÉ VLASTNOSTI

Katedra textilních materiálů ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ

Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 5

1. Mechanické vlastnosti šitých spojů a textilií

LibTex Systém projektování textilních struktur

Katedra textilních materiálů ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ

Kompaktní příze tvorba, struktura a vlastnosti

VLASTNOSTI VLÁKEN. 7. Geometrické a optické vlastnosti vláken

Interní norma č /01 Průměr a chlupatost příze

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Hodnocení vlastností folií z polyethylenu (PE)

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

VÍTÁM VÁS NA PŘEDNÁŠCE Z PŘEDMĚTU TCT

PODKLADY PRO TVORBU NABÍDEK KTT

Témata diplomových prací pro akademický rok 2015/2016

SINTEX, a. s. Zkušební laboratoř textilních materiálů Moravská 1078, Česká Třebová ČSN EN ISO 1973 ZP-LM/3 (ČSN :1986) ČSN EN ISO 5079

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

Teorie tkaní. Modely vazného bodu. M. Bílek

ρ 490 [lb/ft^3] σ D 133 [ksi] τ D 95 [ksi] Výpočet pružin Informace o projektu ? 1.0 Kapitola vstupních parametrů

TEXTILNÍ STROJE. Úvod do strojírenství (2009/2010) 10/1 Stanislav Beroun

Interní norma č /01 Definice. Geometrické vlastnosti vláken

Mechanické vlastnosti technických materiálů a jejich měření. Metody charakterizace nanomateriálů 1

Pevnost kompozitů obecné zatížení

Vlákna a textilie na bázi hyaluronanu

P5: Optické metody I

2.4.6 Hookův zákon. Předpoklady: Podíváme se ještě jednou na začátek deformační křivky. 0,0015 0,003 Pro hodnoty normálového napětí menší než σ

Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Fyzika 2 - rámcové příklady Magnetické pole - síla na vodič, moment na smyčku

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Aktuální trendy v oblasti modelování

Optika pro mikroskopii materiálů I

1 Použité značky a symboly

14.3 Převody řemenové - plochými řemeny

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Okruhy otázek ke SZZ navazujícího magisterského studijního programu Strojní inženýrství, obor Konstrukce a výroba součástí z plastů a kompozitů

Interní norma č /01 Anizotropie rezistivity textilií.

Návody na cvičení ze ZVT (ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN)

Témata diplomových prací pro akademický rok 2016/2017

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

BIOMECHANIKA ŠLACHY, VAZY, CHRUPAVKA

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

Komplexní vyjádření kvality bavlněných vláken. Technická universita v Liberci Česká republika

Neživá příroda I. Optické vlastnosti minerálů

Požadavky na technické materiály

6. Geometrie břitu, řezné podmínky. Abychom mohli určit na nástroji jednoznačně jeho geometrii, zavádíme souřadnicový systém tvořený třemi rovinami:

Vlastnosti tepelné odolnosti

Roznášení svěrné síly z hlav, resp. matic šroubů je zajištěno podložkami.

TÉMATA PROJEKTŮ KME/PRJ3 VYPSANÁ PRO ZIMNÍ SEMESTR AK. R. 2016/17. Katedra mechaniky

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

Zkoušení kompozitních materiálů

Zkoušení fyzikálně-mechanických vlastností materiálů a výrobků pro automobilový průmysl

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Podniková norma Desky z PP-B osmiúhelníky

Skořepinové konstrukce. tloušťka stěny h a, b, c

Pevnostní vlastnosti

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Kapitola 2. Teorie zpevnění vlákenné vrstvy. Vazný bod, působící síly

Adhezní síly v kompozitech

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa

Zkoušení kompozitních materiálů

Interakce mezi kapalinou a vlákenným materiálem

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

STANOVENÍ PEVNOSTI V TAHU U MĚKKÝCH OBALOVÝCH FÓLIÍ

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

Vláknové kompozitní materiály, jejich vlastnosti a výroba

2. přednáška. Petr Konvalinka

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

1 Švédská proužková metoda (Pettersonova / Felleniova metoda; 1927)

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

PRÁDLO PRO ZDRAVOTNICTVÍ Technické požadavky

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVARŮ I.

Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 4

Základy navrhování průmyslových experimentů# (Design Of Experiments)

Dynamika. Dynamis = řecké slovo síla

TRHACÍ PŘÍSTROJ LABTEST 2.05

ZBOŽÍZNALSTVÍ PŘÍZE Projekt POMOC PRO TEBE CZ.1.07/1.5.00/

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

MANUÁL PRO VÝPOČET ZBYTKOVÉHO

Okruhy otázek ke zkoušce

6. Viskoelasticita materiálů

BIOMECHANIKA BIOMECHANIKA KOSTERNÍHO SUBSYSTÉMU

Samonosné optické kabely teorie a praxe

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

Theory Česky (Czech Republic)

Stroje - nástroje. nástroje - ohýbadla. stroje - lisy. (hydraulický lis pro automobilový průmysl)

Vzpěr, mezní stav stability, pevnostní podmínky pro tlak, nepružný a pružný vzpěr Ing. Jaroslav Svoboda

Posouzení trapézového plechu - VUT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 2017

V PODKLADNÍCH VRSTVÁCH

ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 10 KONSTRUKČNÍ PARAMETRY PLOŠNÝCH TEXTILIÍ

3 Návrhové hodnoty materiálových vlastností

1. Dva dlouhé přímé rovnoběžné vodiče vzdálené od sebe 0,75 cm leží kolmo k rovine obrázku 1. Vodičem 1 protéká proud o velikosti 6,5A směrem od nás.

Transkript:

ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN Literatura: Militký J. - Vaníček J. - Kryštůfek J. - Hartych W. Modifikovaná polyesterová vlákna. SNTL PRAHA, 1984 Blažek A. - Šutá Š. Vlastnosti textilních vláken. ALFA BRATISLAVA, 1982 Košková B. Struktura a vlastnosti vláken. Skripta. VŠST, LIBEREC, 1989 Neckář B. Příze. SNTL PRAHA, 1990. ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN A TEXTILIÍ Zpracovatelské vlastnosti: ovlivňují chování vláken, přízí, nití, tkanin v procesech zpracování do hotového výrobku VSTUPNÍ SUROVINA VLASTNOSTI PROCES ZPRACOVÁNÍ VLIVY ZPRACOVÁNÍ Mechanické Fyzikální Chemické TVORBA, STRUKTURA, VLASTNOSTI A HODNOCENÍ TEXTILIÍ Hledání optima s ohledem na: - složení suroviny - konstrukci textilie - technologii výroby - finální zpracování (např. konfekční) - účel a způsob použití (vlastnosti, údržba, životnost, atd.) - dosažení speciálních vlastností (ochranné oděvy, zdravotnické textilie, technické textilie). - optimum vztahu vlastností k ceně - současné módní trendy. DŘÍVE: o nasazení vláken do směsí a do výrobního procesu pro určitý výrobek se rozhodovalo na základě zkušeností, znalostí možností seřízení technologie - EMPIRIE

DNES: pro předpovídání vlastností výsledného produktu na základě znalostí vstupní suroviny se nabízí VYUŽITÍ VÝPOČETNÍ TECHNIKY. Pro stanovení závislostí vlastností výsledného produktu na vlastnostech vstupní suroviny je potřeba znát funkční závislosti (ponejvíce na základě regresních modelů) -NUTNOST TVORBY MATEMATICKÝCH MODELů. Problémem zůstává, že obecné závislosti je obtížné stanovit a modely platí pro konkrétní surovinu a konkrétní technologii. Stanovení obecných pravidel: Jedná se o složitý problém, protože textil a popis jeho struktury a vlastností je - interdisciplinární problematika : - souhrn textilní výroby - fyziky - chemie - matematiky - strojírenství - ekonomiky - psychologie - fyziologie - hygieny STRUKTURA TEXTILNÍCH ÚTVARŮ Vnitřní struktura látek je definována jako složení a vzájemné uspořádání elementů. Lze říci, že struktura má rozhodující vliv na vlastnosti látek. ZÁKONITOSTI STRUKTURY ÚSUDEK O VLASTNOSTECH LÁTEK. U elementů se popisuje - geometrická stavba - vazby ( interakce)

ZPRACOVÁNÍ VLÁKNO -PŘÍZE. VLÁKNA VLIVY ZPRACOVÁNÍ VLASTNOSTI MECHAN. FYZIKÁLNÍ CHEMICKÉ - délka - tah - vlhkost - lubrikace - jemnost - smyk - teplota - maštění - pevnost - krut - bobtnání (špik.,bačová- - povrch vl. (zralost) - tření - elstat. náboj ní,...) - sorpční vl. - stlačování - barvení - termické vl. (volný mater., - směsovací poměr česance,příze) - tuhost v ohybu TECHNOLOGIE PŘEDENÍ STRUKTURA PŘÍZE VLASTNOSTI ZPRACOVÁNÍ PŘÍZE PLOŠNÁ TEXTILIE. PŘÍZE VLIVY ZPRACOVÁNÍ VLASTNOST MECHAN. FYZIKÁLNÍ CHEMICKÉ - jemnost - šlichta - stejnoměrnost - vosk - pevnost - barvení - tažnost - bělení - struktura ( zákruty, chlupatost) - praní - tah - smyk - ohyb - tření - tlak - velikost - teplota - bobtnání - náboj TECHNOLOGIE: Hlavním strukturálním elementem je VAZNÝ BOD. STRUKTURA: je dána vazbou, dostavou, stupněm zakrytí tkaniny, tloušťkou (jemností) nití, ale také strukturou nití (zákrut, chlupatost, směsování), atd.

ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN. VLASTNOSTI VLÁKEN Z hlediska vlastností vláken můžeme uvažovat o vnitřních vlastnostech V zpracovatelských vlastnostech Z vlastnostech produktů (výrobků) P Hodnocení souvislostí materiál proces výrobek: MATERIAL PROCES Vlastnosti vlaken objektivne urcene (merene) V Z souvisi s technologií (výroba,zarizení "snadne poznani" P PRODUKT vlastnosti hodnocené uzivatelem - subjektivne "slozité poznání Pro textilní výrobu je typická vysoká citlivost na způsob zpracování. Ovlivnění vlastností vláken Přírodní vlákna Jejich vlastnosti se příliš ovlivňovat nedají. Vždy to znamená dlouhodobý pěstitelský a šlechtitelský proces. Vlastnosti výrobků se proto ovlivňují směsováním. Chemická vlákna Vlastnosti se dají ovlivňovat více, např. variací podmínek zvláknění (ovlivňuje fyzikální strukturu orientaci, krystalinitu) nebo změnou chemické struktury (modifikace). Další ovlivnění vlastností nastává v závislosti na čase: degradace materiálu vlivem stárnutí, depolymerace, hydrolýzou, atp. ovlivnění relaxačními procesy vlivem rychlosti zpracování se materiál zotavuje až v hotovém výrobku. změna vlastností vlivem opotřebení, a to jednak ve výrobě, jednak při užívání. Vlastnosti jsou ovlivňovány třením, údržbou, chemickými vlivy, atp.

Vnitřní vlastnosti Schopnost materiálu ke zpracování souvisí ve značné míře s chemickým složením (vlákna celulózová se chovají při zpracování jinak, než vlákna polyesterová nebo vlna) s fyzikální strukturou ( zde je míněna sorpční schopnost, afinita k technickým pomocným prostředkům TPP, atp.) Zpracování textilních vláken Zpracování textilních vláken je velmi stará technologie, která se dlouhou dobu neměnila DNES: cca 20 druhů předení Další množství technologií zpracování vláken. ruční předení selfaktor prstencové předení (dlouho dominantní) OE předení (rotorové) ZÁKLADNÍ PRINCIPY ZPRACOVÁNÍ TEXTILNÍCH VLÁKEN (předení staplových vláken, popř. tvorba textilních struktur jinak) Požadavek: materiál musí držet pohromadě Strojírenské obory - kontinuita v tělesech je celou strukturou (homogenní materiály) Textilní obory - výrobky obsahují10-100 miliónů jednotlivých vláken (např. počet vláken v košili) S výjimkou pojených NT věříme, že drží pohromadě pomocí TŘENÍ. SOUDRŽNOST: - podélná (střižová, staplová vlákna) - příčná ( multifilní příze z nekonečných vláken a u přízí ze staplových vláken.). 4 PRINCIPY DOCÍLENÍ SOUDRŽNOSTI: - zkrucování - ovíjení - zaplétání - pojení ZÁKRUT: Axiální soudržnost vytvářena systémem vnitřního tlaku. Sevření vláken, vlákna držena pomocí třecích sil. Princip znám nejméně 10. 000 let. OVÍJENÍ: Svazek vláken ovíjen vlákny ve vzduchové trysce. Fa. Du Pont okolo r. 1975

SPLÉTÁNÍ: Princip využíván u spřádání vlny v kombinaci se zákrutem. U nekonečných vláken je realizováno např. proviřování vzduchem. Spojování konců nití - splice. POJENÍ: Lepení vláken. Více než frikčních sil se využívá pevných pojicích sil. VYTVÁŘENÍ FRIKČNÍ SOUDRŽNOSTI Problém vytváření soudržnosti příze vlivem frikčních sil ( příčných, přítlačných) na koncích vláken musí být nulové napětí. Vlákna jsou nejvíce sevřena ve střední části. Posun na koncích vláken znamená ZTRÁTU PEVNOSTI PŘÍZE z krátkých vláken. Čím slabší jsou síly udržující vlákna pohromadě, tím menší je vzestup napětí ve střední části. Limitní případ nestabilní příze s kumulativní ztrátou napětí. HEARLOVA PŘIBLIŽNÁ TEORIE : Poměr pevností příze ku pevnosti vláken: pevnost příze pevnost vláken ( a* Q ) µ = cos 2 α 1 K * *cosecα L (1) α - úhel zákrutu k - numerický faktor a - poloměr vlákna Q - perioda období migrace µ - koeficient tření L - délka vlákna

MECHANICKÉ VLASTNOSTI VYBRANÝCH TEXTILNÍCH VLÁKEN VLÁKNO f S [cn. dtex -1 ] ε 9 [ %] f M [cn. dtex -1 ] ε M [ %] VS 1,0 -: 2,0 20 -: 40 0,8 -: 0,9 ba 2,7 -: 4,3 3 -: 10 2,7 -: 4,7 vl 3,0 15 -: 30 1,2 -: 2,4 20 -: 40 PES 4,1 -: 4,5 19 -: 23 4,1 -: 4,5 19 -: 23 PAN 2,0 -: 2,9 20 -: 28 1,6 -: 1,9 26 -: 34 PAD 6 3,7 -: 5,2 26 -: 40 3,0 -: 5,0 20 -: 47 KEVLAR 19,3 4 19,3 4 σ [Pa] P E P PRUŽNOST PŘI 2% ε Vlna 99% bavlna 75% Viskóza 70 -: 100% PES 97% PA 6 100% 0 ε = 2% ε [ % ] DYNAMICKÉ NAMÁHÁNÍ VLÁKEN A PŘÍZÍ (nití): - tkaní: dynamické namáhání osnovy a útku při tvorbě prošlupu a prohozu útku - pletení: dynamické namáhání nitě při odtahu z cívky, utahování očka - šití: dynamické namáhání šicí nitě při odtahu nitě z cívky, při utahování stehu, při přesmyknutí nitě přes chapač Ukazatel anizotropie vláken (úrovně orientace) dvojlom D = n - n kde n - je index lomu ve směru osy vlákna n - je index lomu kolmo na osu vlákna Čím je dvojlom větší, tím je orientace (a anizotropie) vlákna větší.

n ρ n D Vlákno Prize Tkanina Praná tk. Poznámka k dvojlomu: Optický dvojlom vláken vlákno anizotropní polymorfní polymerní systém optický dvojlom míra anizotropie vlákna (míra orientace). dvojlom rozdíl lomu světla (index lomu) ve směru rovnoběžném a kolmém na osu vlákna n( ) a n( ) D= n=n( ) - n( ) Podstatou dvojlomu je rozdílná rychlost šíření světla v prostředí. Index lomu světla: c0... vakuum c... medium m λ... vln ová dé lka c0 λ 0 n = = λ c m m Metody zjišťování: - imersní s využitím Beckeho čar - kompenzační - sumární efekt Imersní metoda Při použití lineárně polarizovaného světla se hledá index lomu ve směru a na osu vlákna. Na rozhraní dvou prostředí (vlákno a imersní kapalina) vznikají tzv.beckeho čáry mění se imerse, dokud vlákno nezmizí, pak je index lomu vlákna stejný jako u imerse. Proměřuje se n( ) a n( ).

Kompenzační metoda Založena na kompenzačním měření fázového rozdílu mezi dvěma polarizovanými na sebe kolmými paprsky s rovinami kmitu ve směru rovnoběžém s osou a kolmém na osu vlákna. Používá se polarizační mikroskop. Na vlákně kruhového průřezu podélné světlé a tmavé pruhy interferencí - izochromaty. Pak n ve vztahu = n λ je počet párů izochromat. Směrem k okraji vlákna se izochromaty zužují. Hodnota dráhového rozdílu se zpřesňuje goniometrickou kompenzací v rozsahu 1 izochromaty. Měří se úhel kompenzace η. Dvojlom λ... délka vlny monochromatického světla n... počet izochromat η... úhel kompenzace d... průměr vlákna v µm ( 180n + η) λ D = 18, 10 5 d Izochromaty se nevyskytují u vláken nekruhového průřezu. Tam světlo interferuje do barevných odstínů (zralost bavlny). Rozložení izochromat na klínovém řezu vlákna

Stanovení dvojlomu metodou goniometrické kompenzaze o. v. K P A = ( 180n + η) λ D = 1,8 10 5 d [ m] λ = 589,9 µ A = 0 η komp. [ m] d pr.vlákna µ Obr. Měření dvojlomu kompenzační metodou Vliv technologického zpracování na výsledné vlastnosti Pevnost 2 1 Vlákno Prize Tkanina Praná tk. Obr. Vliv způsobu zpracování na výsledný efekt pevnosti produktu 1 standardní vlákno 2- vlákno se zvýšenou pevností

PŘEDPOVÍDÁNÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PŘÍZE: a) počátek v analýze vlastností vláken b) brát v úvahu účinek šikmosti c) brát v úvahu, jak se struktura zhutní a vlákna se vyrovnají pro snadné protažení na začátku d) analyzovat vliv skluzu (prokluzu). a) ANALÝZA VLASTNOSTÍ VLÁKEN: Základní požadavek: ZACHOVAT PŮVODNÍ VLASTNOSTI VLÁKEN V PŘÍZI. Základní poznatek (empirie): z vláken z vyšší pevností lze připravit pevnější přízi. Různé pevnostní vlastnosti (pevnost- tažnost) ze stejných vláken: VLIV AVIVÁŽE Otázkou zůstává množství energie potřebné při přetržení příze vlivem různých rychlostí deformace ZMĚNY MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PŘÍZI PŘI VÝROBĚ TKANINY PŘÍZE TECHNOL. STUPEŇ PEVNOST cn TAŽNOST % VS původní 175 21,3 po snování + 11,6-2,6 po šlichtov. + 20,4-9,6 po tkaní - 6,2-10,4 po vyvářce - 23,0-6,7 PAD původní 212 28 po snování + 5,5 + 0,6 po šlichtov. + 6,3 + 2,3 po tkaní + 1,3-1,4 po vyvářce + 3,3 + 3,2 Čísla v tabulce jsou náhodná - složitý popis fyzikálně - mechanických vlivů. Ve velké míře závisí vliv mechanického zpracování na vlákna na jejich nadmolekulové struktuře, jejich základních vlastnostech - geometrických (délka, tvar průřezu) - mechanických (pevnost, tažnost, pružnost) a na podmínkách zpracování (teplota, vlhkost, rychlost). Otázky procesu mechanického zpracování. - čištění suroviny - směsování - mykání - česání

vlivy: - tah - smyk } nutno zohlednit, že vlákna jsou ve svazku. - tlak - frikce MECHANICKÉ VLASTNOSTI Pro popis mechanických vlastností je důležitý popis odolnosti v tahu (pevnosti) a deformační odezvy vláken (tažnosti). Informaci o tuhosti vlákna dává počáteční tangentový modul E P a spojnice počátku s koncem tahové křivky (sekantový modul mezi body 0-A). σ [Pa] E P A α 0 ε [ % ] Tahová křivka je měřena na jednotlivých vláknech, což je pro praxi nevyhovující. Pro rychlé informace např. v linkách HVI (High Volumen Instruments) se používá tzv. svazková pevnost měřená na Pressley Testeru nebo na Stel-O-metru. Pevnost jednotlivých vláken Pevnost jednotlivých vláken je zkoušena na klasickém dynamometru. V současné době jsou konstruovány trhací stroje pro vlákna tak, aby mohla být rychle získána informace o pevnosti a jemnosti a pevnost je pak automaticky přepočítána na poměrnou pevnost v [cn/tex]. Příkladem tohoto způsobu práce je soustrojí Vibroskop a Vibrodyn (firma Lenzing Instruments) nebo podobné soustrojí fitmy Textechno. Práce na Vibroskopu a Vibrodynu Vlákna se urovnají na sametové podložce a podle předpokládané jemnosti se zvolí předpětí pro měření jemnosti na Vibroskopu. Vlákno se zavěšeným předpětím se vloží do čelisti Vibroskopu a změří se jemnost v [dtex]. Po vyjmutí z Vibroskopu se vlákno i s předpětím vloží mezi čelisti Vibrodynu a po zavření čelistí se vlákno přetrhne. Na monitoru řídicího počítače se vykreslí křivka pevnosti a tažnosti. Po provedení předepsanéhopočtu měření se může vytisknout protokol o zkoušce, kde jsou výsledky měření přepočítané na poměrnou pevnost. Data výsledků lze získat ve formátu ASCII a pracovat s nimi dále při modelování závislostí, atp.

Příprava vzorků pro klasické dynamometry vlakno 10-50 mm Na klasických dynamometrech mnohdy nelze měřit vlákna po jejich prostém upnutí mezi čelisti z důvodu jejich prokluzu, křehkosti, atp. Proto je vlákna nutno zalepit do papírových rámečků a s rámečky je pak upínat do čelistí. Nesmíme ovšem zapomenout před měřením strany rámečku přestřihnout, abychom trhali pouze vlákno. Vlákno v rámečku. Upínací délka l 0 = 10 50 mm Svazková pevnost Svazková pevnost je používána zejména u bavlněných vláken. Tato metoda je schopna velmi rychle podat informace o pevnosti suroviny. Zkouší se velké množství vláken oproti metodě zkoušení jednotlivých vláken. Postup zkoušky na přístroji Pressley Tester Příslušenstvím přístroje je ojehlené pole a přesné váhy s váživostí do 50 mg. Pro zkoušky pevnosti můžeme použít pročesanou bavlnu z Autosampleru pro měření délky vláken (Fibrograf). Malé množství vláken se pročeše, paralelizuje a ve formě tenkého svazku vláken o šířce ¼ ( cca 6 mm) se vloží do čelistí přístroje. Po uzavření čelistí se čelisti utáhnou předepsaným momentem, k čemuž slouží speciální držák čelistí. Vlákna, která čelisti přesahují, se odříznou. Tím je uvnitř čelistí uzavřena známá délka svazku vláken. Upínací délka je buď nulová (l 0 = 0) nebo po vložení vložky mezi čelisti před vložením svazku může být dosaženo upínací vzdálenosti l 0 = 1/8 (cca 3,2 mm). Čelisti s upnutým vlákenným svazkem se vloží do kolejniček vahadla přístroje. Poté se provede nivelace (ustavení přístroje do polohy, kdy vahadlo přístroje má předepsaný sklon) a spustí se pojezdné závaží. Přetrh je realizován pojezdem závaží po páce, která při přetrhu klesne a závaží se zastaví. Na páce se v úrovni dráhy závaží odečte síla (pevnost) v librách [lb] 1. Poté se čelisti vyjmou z přístroje, otevřou se a svazek vláken se zváží na přesných vahách v [mg]. 1 Připomeňme na tomto místě, že 1 lb = 0,453 kg

Čelisti Pressley testeru Z obou hodnot se vypočte tzv. Pressley index PI: síla[ lb] PI = hmotnost svazku[mg] Ze znalosti délky a hmotnosti svazku je možno přepočítat PI na poměrnou pevnost f [cn.tex -1 ] podle vztahů 1 lb f [ cn. tex ] = PI [ mg ]*5,36 (při l 0 = 0 mm) 1 lb f [ cn. tex ] = PI [ mg ]*6,80 (při l 0 = 3,2 mm) Přístroj Pressley Tester je zařazen do metod HVI. GEOMETRICKÉ VLASTNOSTI - délka - jemnost - průřez - topografie povrchu DÉLKA A JEMNOST vlákno Délka [ mm ] Tloušťka [ µm] ba 20 30 ~ 15 ---- 1,6 2 dtex indická 12 20 14,5 22,0 USA 16 32 13,5 17,0 Egypt 34 42 12,0 14,5 vl 55 300 20 50 56 86`s Merino 55 75 18 26 Crossbred 70 150 27 44 hrubá 150 300 40 60

JEMNOST VLÁKEN Základní vztah: m T = = S. l. ρ / l = S. ρ l ( pro kruhový průřez T = π 4. d2.ρ. 10 6 ) s - plocha průřezu [ m 2 ] l- délka vlákna [ m ] ρ- hustota [ kg. m -3 ] d- vlákna [ nm ] 10 6 Z vyjádření plochy průřezu se vyjadřuje ekvivalentní průměr d d * = 2. d * = 2. S π T / πρ Jemnost T = f. (d * ; ρ) Důležitý je tvar příčného průřezu Tvar příčného řezu - charakteristika S - plocha příčného řezu p - obvod příčného řezu h - největší šířka S k - plocha opsané kružnice Peirce : S/ S K Korickij: h p / ( 2 S ) Malinowská: g = p / ( 2 π S ) - 1 = p / ( π d * ) - 1 g- stupeň rozvinutí tvaru kruhový průřez g = 0,00 0,07 bavlna g = 0,45 0,50 VS g = 0,50 0,60 Ze znalosti tvaru příčného řezu se stanoví velikost plochy povrchu vlákna a. a = p. l / ( π d 4. l ρ) = 4. ( g.+ 1 ) / ( d*. ρ) a z 10 2 m 2. kg -1 ( bez pórovitosti) ba bělená: měrný povrch 6 8. 10 3 m 2. kg -1. Měrný povrch: zahrnuje v ploše povrchu vlákna i póry.

Největší šířka h nebo ekvivaletní průměr d * jsou srovnávány s délkou vlákna l, což je definováno jako štíhlost vlákna ba d * /l 1 500 vl 3 000 ln (element.) 1 250 MĚRNÝ POVRCH VLÁKEN h/l d * /l S P : specifický povrch je povrch vlákna na jednotku hmotnosti [m 2. kg -1 ], resp. [m 2. g -1 ] Pro vlákna kruhového průřezu o průměru d platí: π. d. l 4 S P = = π 2. d. l. ρ d. ρ 4 π T =. d 4 2. ρ d = Po dosazení vychází 4. T π. ρ S P = 2. π T. ρ Pro vlákna nekruhového průřetu závisí specifický (měrný) povrch na poměru mezi obvodem vlákna O V a plochou průřezu: S S p P OV. l = S. l. ρ V z čehož = O V po vykrácení a dosazení 4. π 4. π.( q + 1) =. d. ρ O. ρ EKV V 2 vyplývá kde S V - plocha průřezu vlákna O V - obvod průřezu vlákna d EKV - ekvivalentní průměr průřezu vlákna q - stupeň rozvinutosti tvaru podle Malinowské Ekvivalentní průměr vlákna je definován jako průměr kruhu o stejné ploše jako ploch průřezu vlákna: SV SV.4. π 1 d EKV = = = 2 2 S O ( q + 1) KRUHU V Ekvivalentní průměr pro čtvercový průřez: d = π 4 =0,785 EKV

Pro kruhový průřez: q = 0 Pro trojúhelnikovitý průřez: q = 0,09 0,012 Pro elipsovitý průřez: q = 0,45 0,5 (příklad bavlny) Měrné povrchy ideálních vláken Jemnost T [tex] PP (H 2 O) ρ = 1000 kg/m 3 PES ρ = 1360 kg/m 3 CO ρ = 1560 kg/m 3 1 0,112 0,096 0,089 0,1 0,355 0,304 0,284 0,01 1,120 0,960 0,890 0,001 3,550 3,040 2,890 Jemnost a měrný povrch dutých vláken Celková plocha = plocha vlákna + plocha dutiny O V - obvod vlákna O D - obvod dutiny A V - plocha vlákna A D - plocha dutiny A - celková plocha Z toho koeficient plnosti vláken F P F P A A = A D 4. π. A = O V 2 V Toto se dá aplikovat rovněž na zralost bavlny: Zralost bavlny Z AV Z = A Čím je průřez vlákna kruhovitější, tím je vlákno zralejší. Mrtvé vlákno má pouze kutikulu a proto má kruhovitost (cirkularitu) rovnou nule. Měrný povrch vláken Čím je vlákno jemnější a členitější, tím má větší měrný (specifický) povrch.

S měrným povrchem souvisí rovněž smáčení povrchu. Pro spontánní smáčení SS platí P SS = P W N * cosθ 1 kde P W - je část obvodu rýhy smočené kapalinou P N - je část obvodu na hranici kapaliny v rýze s okolním vzduchem Θ - je smáčecí úhel Jestliže je SS < 1 SS = 1 SS > 1 dochází ke smáčení nedochází k pohybu kapaliny nedochází ke smáčení Spontánní smáčení umožňuje velikost rýhy. Např.: Vlákno 4DG (deep groover) má 8 laloků Specifický povrch vlákna S P = 0,32 m 2 /g Vlákno s průřezem H lépe se smáčí. S P = 6,3 m 2 /g Ve srovnání např. s bavlnou 1 dtex : S P = 0,284 m 2 /g Polyester 1 dtex: S P = 0,304 m 2 /g

CHARAKTERISTICKÉ OBLASTI JEMNOSTÍ VLÁKEN ultrahrubé: T : >10 tex; hrubé: T: 10 0,5 tex; d * : > 100 µm; prasečí štětiny T = 30 tex PAD štětiny T = 60 d * : 100 22 µm; vlna T : 10 0,5 tex VS, PAN, PAD, PES T - typ : T = 2 0,5 normální: T = 0,5 0,15 tex; d * : 22 12 µm; vlna T = 0,5 0,3 tex bavlna T = 0,4 0,15 tex přírodní hedvábí T = 0,17 0,15 tex VS, PAN, PAD, PES V - typ: 0,5 0,3 tex B - typ: 0,3 0,15 tex jemná: T = 0,15 0,10 tex; d * = 12 10 µm bavlna 0,15 0,13 tex; SI 0,13 0,10 ph PES, PAD, ARAMIDY 0,15 0,10 vysoce jemná: T = 0,1 0,01; d * = 10 3 µm (mikrovlákna) PES, PAD, PAN,... 0,1 0,01 ultrajemná: T : L 0,11 ; d * = < 3 µm (supermikrovlákna) PES, PAD, PAN T: 0,01 0,0001 tex nanovlákna