Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Obsah: Obsah: ........................................................................................................................................ 1 Zkratky:...................................................................................................................................... 2 Úvod........................................................................................................................................... 4 Část 1: ....................................................................................................................................... 5 Úvod........................................................................................................................................... 6 1.1 Charakteristiky surovin pro výrobu přízí................................................................... 6 1.1.1 Počet vláken v řezu a směsové podíly komponent ............................................ 8 1.2 Průměr a zaplnění ...................................................................................................... 9 1.3 Kvalita mísení .......................................................................................................... 11 1.3.1 Index směsování (I.B.I. – index of blend irregularity) .................................... 11 1.3.2 Konfigurace vláken v příčných řezech ............................................................ 12 1.4 Chlupatost ................................................................................................................ 15 1.5 Hmotná stejnoměrnost ............................................................................................. 16 1.6 Pevnost a tažnost...................................................................................................... 17 1.7 Souhrnné srovnání jednotlivých charakteristik vláken a přízí................................. 17 1.8 Srovnání vlastností vláken a směsových přízí se souborem přízí ze 100% bavlny . 18 Diskuse..................................................................................................................................... 19 Část 2: ..................................................................................................................................... 22 Úvod......................................................................................................................................... 23 1.9 Základní charakteristiky tkanin................................................................................ 23 1.9.1 Zjišťované veličiny .......................................................................................... 24 1.9.2 Základní charakteristiky tkanin........................................................................ 25 1.10 Radiální analýza tkanin............................................................................................ 27 1.10.1 Vyhodnocení deformace příze ve vazném bodě .............................................. 29 1.10.2 Vyhodnocení změny zaplnění ve vazném bodě příze...................................... 31 1.11 Hodnocení specifických charakteristik tkanin ......................................................... 33 1.12 Srovnání specifických vlastností tkanin ze směsových přízí se souborem tkanin ze 100% bavlny ........................................................................................................................ 38 Diskuse..................................................................................................................................... 40 Závěr ........................................................................................................................................ 42 Literatura:................................................................................................................................. 43 Příloha č. 1 Příloha č. 2

Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 1

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Zkratky: 2HB 2HG 2HG5 a

α α1i,α2i, B

b b

β χ2 CV D (Si) DA def do,dú Do Dú

[gf cm/cm] [gf cm] [gf cm] [m] [1] [1] [gf cm2/cm] -2 1/2

[Wm s K ] [m] [1]

G

γ H IBI

ϕ l LC LT

[°] [m] [m] [nití/10cm] [nití/10cm] [%] [%] [%] [gf /°cm] [1] [mm] [1] [°] [mm] [-] [-]

střední hodnota pro i-tou komponentu tažnost příze tažnost tkaniny tažnost tkaniny tuhost ve smyku zploštění příze délka odvěsny index směsování splývavý úhel délka vláken při měření splývavosti přes ostrý roh linearita (objemová charakteristika) linearita (tahová charakteristika)

[%]

λ µ µef

[Wm-1K-1] [1] [1] [-] [-]

µp µz

[1] [1] [1] [1] [1] [N]

MIU MMD

n N1i, N2i Ni p P(Σi=Si) pr Ptk osnova Ptk útek

tuhost v ohybu na jednotku délky tepelná jímavost tloušťka příze poměrná tloušťká příze chí-kvadrát testová statistika kvadratická nestejnoměrnost rozptyl pro i-tou komponentu splývavost efektivní průměr příze průměr osnovy a útku dostava tkaniny dostava tkaniny

E (Si)

ε εtk osnova εtk útek

-1

moment hystereze na jednotku délky pro ohybovou tuhost hystereze při úhlu smyku φ=0,5 pro tuhost ve smyku hystereze při úhlu smyku φ=5 pro tuhost ve smyku šířka příze poměrná šířká příze. pravděpodobnost výskytu i-té komponenty v i-té sekci

[%] [N] [N]

měrná tepelná vodivost zaplnění příze efektivní zaplnění příze koeficient tření průměrná odchylka MIU zaplnění původní nezdeformované příze zaplnění zdeformované příze počet vláken v průřezu příze počet vláken jedné a druhé komponenty v i-té= buňce počet vláken v i-té= buňce pevnost příze Marginální rozložení počtu sekvencí i-té. komponenty propustnost, relativní pevnost tkaniny pevnost tkaniny


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa q, q0 , q1 qv R

[Wm2]

tepelný tok

-1

[lhod ]

objem průtoku vzduchu

-1

[mms ] -1

prodyšnost 2

r RC

[W Km ] [%]

plošný odpor vedení tepla pružnost (objemová charakteristika)

Ri,R1 RT

[cms-1] [%]

rychlost proudění vzduchu pružnost (tahová charakteristika)

s

[m2]

plocha průřezu vlákna

2

Sc SMD

[m ] [mm]

celková plocha příze geometrická drsnost

Sp

[m2]

plocha původní nezdeformované příze

Sv

2

souhrnná plocha vláken

2

[m ]

Sz T* T t t1,t2 THV

[m ] [mm] [tex] [tex] [1]

plocha zdeformovaného řezu příze tloušťka textilie jemnost příze jemnost vláken teplota omak

Vc

[m3]

celkový objem příze

Vv W

3

[m ]

objem vláken v přízi 2

WC

[gf /10cm ] [gf cm/cm2]

WT

[gf cm/cm2]

Z Z* Zpe Zpt Ztk

-1

plošná hmotnost energie potřebná ke stlačení deformační energie

[m ]

zákrut příze

[-] [-] [-]

veličina Z* pórovitost teoretická pórovitost, experimentální zakrytí tkaniny


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa

Úvod Cílem etapy je výzkum struktury a vlastností vřetenových přízí a tkanin z nich vyrobených. V tomto případě se jedná o výrobu směsových přízí z bavlny a kotonizovaného lnu. Příze vyrobená novou spřádací technologií by měla vykazovat obdobné vlastnosti jako příze klasické a rotorové, ale s mnohem nižšími náklady. Cílem části 1. je ověřit vlastnosti vřetenové příze 50 % bavlna/50 % kotonizovaný len, která byla vyrobena na úrovni spřádacích rychlostí rotorového předení. Paralelně k porovnání byla ze stejného materiálu vyrobena rotorová příze a zakoupena srovnatelná prstencová příze. Vlastnosti těchto přízí byly podrobeny rozsáhlé analýze s cílem zjistit, zda jsou vlastnosti příze vyrobené novou technologií s nižšími provozními náklady srovnatelné s klasickými a rotorovými přízemi. Cílem části 2., je posoudit vlastnosti tkanin z těchto přízí vyrobených a to v upraveném a režném stavu. Tkaniny byly utkány se shodnými parametry, směsové příze byly použity jako útkové a pro osnovní příze byla použita 100% bavlněná skaná příze. Zjišťovány by měly být nejen základní ale i specifické vlastnosti tkanin, které by měly být mezi sebou porovnány. Dále je předpokládáno, že parametry přízí a tkanin ze směsi bavlny a lnu budou srovnány s vlastnostmi přízí a tkanin vyrobených z čisté bavlny. Cílem tohoto srovnání je zjistit, zda je možné vyrobit tkaniny s využitím odpadového kotonizovaného lnu se srovnatelnými vlastnostmi jaké vykazují tkaniny bavlněné.



Etapa 3.1: Projektování vlastností přízí a plošných textilií Novaspin řešitel TUL, VÚB a.s. Spolsin s.r.o. Část 1:

Hodnocení struktury a vlastností směsových přízí z bavlny a lnu

V Liberci 12.8.2004

Křemenáková Dana, Krupincová Gabriela



Úvod V první části jsou uvedeny výsledky analýzy vláken použitých na výrobu směsových přízí spolu s vlastnostmi těchto přízí. Dále jsou uvedeny výsledky srovnání vlastností směsových přízí z bavlny a kotonizovaného lnu s vlastnostmi přízí ze 100% bavlny. Analýze směsových přízí byly podrobeny tyto příze: příze Novaspin a rotorová příze vyrobené ze stejné suroviny a příze prstencová, která byla k tomuto souboru dokoupena. Na výrobu příze Novaspin a příze rotorové byly použity tyto suroviny: 50% bavlna Giza 77 (Egypt), micronaire – 3,5, extra long stapl 1 3/8“ (maximální), pevnost 35g/tex (stelometr, upínací délka 1/8“); 50 % Geranium, kotonizované lněné vlákno, micronaire – 6,97, L1 = 23,03 mm, L2=30,8 mm, podíl krátkých vláken 14,58 %. Uvedené příze spolu se zakoupenou prstencovou přízí jsou zatkány do útku tkanin. Pro osnovu byla použita 100 % bavlněná vřetenová příze skaná 2 x 10 tex (Giza 77 Egypt, 1,388dtex, 3,5 micronaire, UHM 33,56 mm, pevnost Spinlab 42,75 cN/tex). Uvedené hodnoty byly poskytnuty laboratoří VÚB. Technologické podmínky výroby byly: • Vřetenová příze Novaspin 10 tex 100 % bavlna: zákrutový koeficient 60 m-1ktex2/3 (Phrix), strojní zákrut nastaven na 1292 m-1. • Vřetenová příze Novaspin 24 tex 50 % bavlna/50 % kotonizovaný len: zákrutový koeficient 83 m-1ktex2/3 (Phrix), strojní zákrut nastaven na 1005 m-1, otáčky vřeten 38000 min-1, odváděcí rychlost 37,8 m/min. • Rotorová příze 24 tex 50 % bavlna/50 % kotonizovaný len: zákrutový koeficient 105 m-1ktex2/3 (Phrix), strojní zákrut nastaven na 1261 m-1, otáčky rotoru 38000 min-1, odváděcí rychlost 30 m/min. • Prstencová příze 24 tex 45 % bavlna/55 % kotonizovaný len (Italie). V práci jsou zkoumány vlastnosti vláken bavlny a lnu, tj., jemnost, délka, pevnost a tažnost jednotlivých vláken, pevnost ve svazku vláken z přástu 50%bavlna/50% kotonizovaný len. Byl proveden také rozbor elementarizace lněných kotonizovaných vláken. Dále je v práci obsaženo hodnocení příčných řezů a podélných pohledů přízí, tj. měření počtu vláken v průřezu, zaplnění, průměru a chlupatosti příze, stanovení hmotnostních podílů komponent a kvality promísení vláken po průřezu příze. Je zařazeno také hodnocení hmotné nestejnoměrnosti a pevnosti přízí. 1.1

Charakteristiky surovin pro výrobu přízí

Naměřené charakteristiky použitých surovin jsou uvedeny v tabulce 1. Stejná surovina byla použita pro výrobu vřetenové a rotorové příze 24 tex, proto jsou v tabulce stejné údaje. Jemnost, pevnost a tažnost vláken byly měřeny na přístrojích vibroskop a vibrodyn. Délka byla měřena orientačně dle ČSN 80 0201. Kromě jemnosti odpovídají naměřené hodnoty hodnotám uvedeným v úvodu (laboratoř VÚB). Vyšší hodnoty jemnosti vláken byly naměřeny na přístroji vibroskop, kde se snímá jemnost jednoho vlákna upnutého v čelistech (celkem proměřeno 50 vláken) ve srovnání s hodnotami micronaire, kde se měří chomáče vláken dané hmotnosti a výslednou jemnost v micronairech je nutno přepočítat na tex. Na přístroji Pressley byla měřena pevnost svazku bavlněných a lněných vláken z pramene pro výrobu vřetenové a rotorové příze. Je vidět, že hodnota Pressley je v intervalu pevností bavlněných a lněných vláken, což potvrzuje lineární teorii mísení [1]. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 6


délka [mm]

bavlna len

jemnost [tex]

bavlna len

pevnost [Ntex-1]

bavlna len

tažnost [%]

bavlna len

Pevnost Pressley [Ntex-1] 50 % bavlna / 50 % len

Novaspin 10 tex

Novaspin 24 tex

Prstencová 24 tex

Rotorová 24 tex

29,55 (28,57;30,53) -

31,94 (30,94;32,94) 28,86 (27,59;30,13) 0,173 (0,163;0,182) 0,376 (0,338;0,414) 0,343 (0,306;0,380) 0,495 (0,412;0,577) 6,22 (5,73;6,71) 4,25 (2,90;5,59) 0,386 (0,361;0,410)

22,31 (20,90;23,73) 23,04 (21,07;25,00) 0,176 (0,168;0,184) 0,336 (0,286;0,386) 0,316 (0,287;0,346) 0,401 (0,364;0,438) 5,20 (4,73;5,67) 3,48 (3,13;3,84)

31,94 (30,94;32,94) 28,86 (27,59;30,13) 0,173 (0,163;0,182) 0,376 (0,338;0,414 0,343 (0,306;0,380) 0,495 (0,412;0,577) 6,22 (5,73;6,71) 4,25 (2,90;5,59) 0,386 (0,361;0,410

0,141 (0,127;0,154) 0,439 (0,393;0,486) 5,69 (5,27;6,12) -

-

Tabulka 1: Vlastnosti vláken U lněných vláken byl ze suroviny stanoven stupeň kotonizace [2]. Ze svazků paralelně uspořádaných vláken byly připraveny příčné řezy. V systému obrazové analýzy byly z příčných řezů zaznamenány počty vláken ve svazcích a plochy vláken. Na obr. 1 je vidět relativní četnost výskytu svazků o počtu vláken 1,2 až 10. Je vidět vysoký stupeň ojednocení vláken, což vyjadřuje hodnota 67 % relativní četnosti výskytu jednotlivých vláken. Svazky o velikosti 2 až 10 vláken se vyskytují v jednotkách procent. V souboru byly ojediněle nalezeny také svazky o velikosti 17 až 28 vláken. Celkově bylo proměřeno 1223 vláken. Z naměřených vlákenných ploch byla pomocí hustoty vláken určena jejich jemnost (IN 21-108-01/01). Histogram rozložení jemností je vidět na obr. 2. Nejvyšší relativní četnosti jsou v intervalu jemností 0,2 až 0,4 tex a do tohoto intervalu také patří hodnoty jemnosti lněných vláken měřených na přístroji vibroskop viz tab.1 a hodnoty dodané laboratoří VUB. Na obr. 3 je vidět lineární vztah mezi jemností svazků ts a počtem vláken ve svazku n, v tomto případě popsaný regresní přímkou ts = 0,2743n+0,0165. Souhrnně lze říci, že z hlediska suroviny mají dle očekávání vřetenová, prstencová a rotorová příze jemnosti 24 tex shodné vlastnosti, jen délka vláken prstencové příze je nižší a stupeň kotonizace lněných vláken u této příze není znám, neboť byla k dispozici pouze hotová příze. Vřetenová příze o jemnosti 10 tex je vyrobena z jiné suroviny, jemnější a pevnější vlákna bavlny jsou na standardní úrovni česané příze.


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa 0,7

0,3 0,25 relativní četnost [-]

relativní četnost [-]

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

0,2 0,15 0,1 0,05 0 0,1

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,3

10

0,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

jemnost vláken [tex]

počet vláken ve svazku [-]

Obr. 1: Relativní četnost výskytu svazků vláken lnu

Obr. 2: Histogram jemnosti vláken lnu

experiment

regresní přímka

jemnost svazku [tex]

12 10 8 6 4 2 0 0

5

10

15

20

25

30

počet vláken ve svazku [-]

Obr. 3: Jemnost svazků vláken lnu 1.1.1 Počet vláken v řezu a směsové podíly komponent Z příčných řezů přízí byl určen počet vláken komponent v příčném řezu a hmotnostní podíl komponent viz tab.2. Hmotnostní podíl komponent lze vypočítat dle ploch a hustot vláken (IN 12-108-01/01). V tabulce je vidět nesoulad mezi vypočteným a jmenovitým hmotnostním podílem, který může být způsoben nepřesnou tabelární hodnotou hustoty vláken nebo nedodržením poměru mísení ze strany výrobce. Z hlediska počtu vláken v průřezu a hmotnostních směsových podílů komponent jsou směsové příze srovnatelné. Počet vláken v průřezu vřetenové příze 10 tex je dle očekávání nižší.



jemnost [tex] zákrut [m-1] Počet vláken v příčném řezu [-]

bavlna len suma Jmenovitý hmotnostní směsový podíl [%] bavlna/len Naměřený hmotnostní bavlna směsový podíl [%] len Efekt. průměr – přímá m.[mm] Efekt. průměr – chlupatost Lucia [mm] Efekt. zaplnění – přímá m. [-] Chlupatost Lucia [-] Chlupatost Uster [-], měření 1/2 pevnost [N/tex] tažnost [%]

Novaspin (N) 10 tex

Novaspin (N) 24 tex

Prstencová (P) 24 tex

Rotorová (Bd) 24 tex

10 1236 (1227;1245) 89 89 (82;96)

24 981 (972;991) 53 (47;60) 60 (54;66) 113 (104;124)

24 968 (956;981) 53 (47;60) 60 (54;66) 113 (104;124)

24 1261 nelze měřit 62 (56;67) 45 (40;50) 107 (99;113)

50/50

50/50

45/55

50/50

0,14

35 (32;37) 65 (63;68) 0,2

40 (37;43) 60 (57;63) 0,22

46 (42;49) 54 (58;51) 0,19

0,12

0,17

0,19

0,20

0,36 0,015 4,87 / 4,70 0,23 (0,23;0,24) 4,19 (4,09;4,29)

0,42 0,023 7,48 / 7,36 0,11 (0,11;0,12) 3,07 (2,96;3,19)

0,40 0,022 8,08 / 7,84 0,13 (0,13;0,14) 4,19 (4,09;4,29)

0,34 0,023 8,03 / 7,89 0,08 (0,083;0,088) 3,14 (3,03;3,26)

-

Tabulka 2: Vlastnosti příze 1.2

Průměr a zaplnění

V příčných řezech směsových přízí se vyskytují průřezy bavlněných vláken, které se liší dle stupně zralosti vláken. Průřezy lněných vláken jsou také velmi variabilní viz obr.4. Vyskytují se plochy elementárních vláken jednotlivě nebo jejich svazky slepené pektiny, které tvoří technická vlákna. Zaplnění v příčném řezu příze se experimentálně hodnotí z vlákenných ploch. Z důvodu velké variability bylo zaplnění určováno z reálných ploch vláken přímou metodou (IN 22-103-01/01). Zároveň byly subjektivně snímány středy vlákenných řezů a zaplnění bylo hodnoceno metodou Secant, která je rychlejší (IN 22-103-01/01). Na obr.5 jsou vidět rozdíly mezi průběhy radiálního zaplnění pro vřetenovou přízi získaného uvedenými metodami. Při použití metody Secant se plocha vlákna v řezu rekonstruuje takto: nejprve se nakreslí kruh o průměru vypočteném ze střední jemnosti a hustoty vláken, kruh se koriguje na elipsu dle zákrutu a vzdálenosti vlákna od osy příze, což vyplývá ze šroubovicového modelu příze. Zaplnění vypočtené z reálných ploch však ukazuje, že v oblasti osy příze se vyskytují vlákna jemnější (menší plochy a nižší zaplnění) a směrem k povrchu jsou zapřádána vlákna hrubší (větší plochy a vyšší zaplnění). Tento jev se vyskytuje u všech měřených přízí. Na obr 6. je vidět porovnání radiálních zaplnění směsových přízí – vřetenové, rotorové a prstencové. Je vidět téměř shodná radiální zaplnění vřetenové a prstencové příze. Radiální zaplnění rotorové příze je o málo nižší, rozdíly však nejsou statisticky významné. V tab.2 jsou hodnoty efektivního průměru a efektivního zaplnění směsových přízí (IN 12-108-01/01, IN 22-103-01/01), rozdíly nejsou opět statisticky významné. V tab.2 jsou také hodnoty uvedeny pro 100% bavlněnou přízi 10 tex. Nižší jemnost příze a jemnější surovina vede k nižším hodnotám efektivního průměru, zaplnění je však nižší, než vykazují příze směsové. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 9

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Z příčných řezů směsových přízí lze určit radiální zaplnění pro obě komponenty dohromady, ale také pro každou komponentu zvlášť. Podíl zaplnění jedné komponenty ku zaplnění obou komponent vyjadřuje radiální objemový podíl, který lze s využitím hustot vláken přepočítat na radiální hmotnostní podíl (IN 12-108-01/01). Na obr. 7 je vidět kolísání radiálního hmotnostního podílu komponent po průřezu přízí. Mezi směsovými přízemi není žádný významný rozdíl. Ve všech přízích je vidět zvýšený podíl lněných vláken oproti podílu mísení dodanému výrobcem. „dobré” uspořádání (příčný řez č. 2)

„špatné” uspořádání (příčný řez č. 3)

Obr 4: Reálné obrazy příčných řezů a jejich binární obrazy (vřetenová příze) 1

µ [-]

0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

0,05

0,1 0,15 polom ěr [m m ] ln přímá m.

0,2

0,25

ln secant

Obr. 5: Radiální zaplnění experimentální příze – porovnání metod


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa hmotnostní podíl [-]

0,8 0,7 0,6

µ [-]

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0

0 0

0,05

0,1

0,15

Novaspin

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

polom ěr [m m ]

0,2

ba Novaspin ba rotorová ln prstencová

polom ěr [m m ] prstencová

rotorová

Obr. 6: Celkové radiální zaplnění směsových přízí 1.3

0,8

ba prstencová ln Novaspin ln rotorová

Obr. 7: Radiální hmotnostní podíly směsových přízí

Kvalita mísení

Ve směsové přízi lze sledovat stejnoměrnost promísení ve směru radiálním a axiálním. Je možno hodnotit stejnoměrnost rozmístění vláken v prostoru daného řezu příze a mezi jednotlivými řezy příze. Při volbě kriteria vyjadřujícího stupeň promísení se posuzuje „nejbližší okolí“ jednotlivých vláken a to tak, aby byla zachycena přítomnost vlákenných svazků. Je možno uspořádat vlákna z příčného řezu do řady dle zvoleného kriteria a nebo rozdělit vlákna příčného řezu do sítě buněk určitého tvaru. Dále je třeba stanovit hraniční varianty uspořádání a definovat s ohledem na textilii jaké uspořádání odpovídá požadovanému promísení [3]. 1.3.1

Index směsování (I.B.I. – index of blend irregularity)

Příčný řez příze se rozdělí do vhodné sítě a zkoumá se nerovnoměrnost s ohledem na změny počtu vláken komponent v jednotlivých buňkách. Lze volit pravoúhlou síť, koncentrická mezikruží s konstantními plochami nebo s přírůstky poloměru a radiální výseče o stejném vnitřním úhlu. Je zřejmé, že každá konfigurace sítě je schopna zachytit pouze jisté druhy uspořádání svazků vláken. Konstrukce sítí a zkoumání lokálního chování v buňkách je běžný způsob při vyhodnocování variability náhodných polí. Problém je, že vlivem nekonstantnosti zaplnění příze nelze přímo zkoumat lokální změny počtu vláken. Zbývá pouze sledovat lokálně a globálně změny četnostního zastoupení komponent definovaných příslušnými pravděpodobnostmi, respektive jejich odhady na základě relativních četností. Nechť v i-té buňce sítě je počet vláken Ni, z toho N1i je počet vláken 1. komponenty a N2i je počet vláken 2. komponenty. Lokální odhad pravděpodobnosti výskytu první komponenty v sekci je

α 1i =

N 1i Ni

(1)

a pro druhou komponentu je

α 2i =

N 2i Ni


(2)

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Globální odhady pravděpodobnosti jsou obyčejně závislé na přijatém předpokladu o pravděpodobnostním modelu pro náhodné uspořádání vláken (viz. např. Coxův model [4]). V tomto případě je jednodušší použít jako globální odhady pravděpodobnosti výskytu vláken jednotlivých komponent přímo četnostní podíly komponent α1 a α2 určené z počtu jednotlivých komponent v celém řezu. Porovnání lokálních a globálních odhadů pravděpodobností pro obě komponenty lze s výhodou provést na základě testovací statistiky χ2 testu [5]. m

χ =∑ 2

i =1

(N

1i

− α 1 Ni )

α 1 Ni

2

m

+∑ i =1

(N

2i

− α 2 Ni )

2

(3)

α2 N i

Po úpravách a s využitím faktů, že platí N1i + N2i = Ni a α1+α2 =1 lze dospět ke tvaru m α1 ( N 1i − α 1 N i ) + α 2 ( N 2i − α 2 N i ) ( N 1i − α 1 N i ) χ =∑ =∑ α 1α 2 N i α 2α 2 N i i =1 i =1 m

2

2

2

2

(4)

Při platnosti hypotézy o náhodném uspořádání vláken v průřezu příze má tato statistika χ2 rozdělení s ν = m-2 stupni volnosti. Pro analýzu kvality směsování na základě rozdělení příčného řezu do m buněk byl navržen tzv. index směsování viz [5]

I.B.I.=

1 m ( N 1i − α 1 N i ) ∑ m i =1 α 1α 2 N i

2

(5)

Pro dostatečně velké m platí mezi vztahem (4) a (5) relace I.B.I.2 =

χ2 ν

(6)

Je tedy snadné realizovat statistickou analýzu indexu I.B.I (konstrukci intervalu spolehlivosti) pro případ náhodného uspořádání vláken v průřezu příze a testovat odchylky od tohoto předpokladu. S použitím průměrných četnostních podílů (získaných z řady řezů celé příze) lze získat také index směsování mezi jednotlivými řezy příze, t.j. ve směru axiálním. V tab.4 jsou uvedeny hodnoty indexu směsování pro „dobré“ a „špatné“ uspořádání vláken komponent v příčných řezech. Na obr.4 jsou vidět tyto reálné řezy a jejich binární obrazy s rozlišením komponent (černá/bílá). „Špatné“ uspořádání řezu č.4 je dáno výskytem svazků slepených elementárních vláken lnu. Vyšší hodnota indexu směsování znamená horší vzájemné promísení komponent mezi buňkami sítě a naopak. Jsou použity sítě čtvercová, radiální a segmentová. V tab.4 jsou uvedeny také indexy směsování hodnocené souhrnně pro sadu příčných řezů příze vřetenové, prstencové a rotorové. Dále jsou hodnoceny indexy směsování mezi řezy ve směru axiálním vzhledem k ose příze. Příze prstencová vykazuje lepší uspořádání, než příze vřetenová a rotorová, které mají srovnatelnou úroveň promísení vláken komponent po průřezu. Nestejnoměrnost mezi řezy ve směru axiálním je však naopak horší u příze prstencové. 1.3.2

Konfigurace vláken v příčných řezech

Pojem konfigurace vyjadřuje jednoznačné uspořádání vláken řezu příze do řady dle zvoleného kriteria. V této práci je použita metoda založená na principu „nejbližšího souseda“, kdy se k prvnímu danému vláknu postupně dle vzdálenosti řadí vlákna ostatní. Konfigurace se postupně tvoří od všech vláken v příčném řezu, a tak je možno zachytit konfigurace Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 12

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa z nejbližšího okolí všech vláken. U vytvořených konfigurací je testován výskyt počtu sekvencí určitých délek [3]. Dle [6] je možno také testovat výskyt svazků s různým počtem vláken komponent. Sekvencí se rozumí posloupnost (serie) vláken stejného typu. Délka sekvence je počet vláken v dané sekvenci. Lze snadno ukázat, že pro celkový počet sekvencí t.j.počet sekvencí všech délek, platí S1 − S 2 = 1 nebo S 1= S2, kde S1 je celkový počet sekvencí vláken 1. komponenty, S2 je celkový počet sekvencí vláken 2. komponenty a S je celkový počet sekvencí všech vláken. Existují dvě krajní konfigurace komponent: • vlákna každé z komponent tvoří pouze jednu sekvenci t.j. limitní agregace, • jednotlivá vlákna komponent se pravidelně střídají t.j. limitní segregace. V řadě případů lze jednoduše stanovit celkový počet sekvencí všech délek pro danou konfiguraci. Při odvozování rozdělení celkového počtu sekvencí se vychází ze stejných předpokladů jako u rozdělení délek sekvencí (konstantní pravděpodobnost výskytu daného vlákna je rovna četnostnímu podílu komponent, nezávislost jednotlivých prvků v sekvencích). Rozdělení celkového počtu sekvencí popsal Mood [7]. Bylo dokázáno, že rozdělení celkového počtu sekvencí se pro dostatečně dlouhé konfigurace blíží normálnímu rozdělení. Marginální rozložení počtu sekvencí 1. komponenty se nazývá Ising-Stevensovo a je definované vztahem

⎛ N 1 − 1⎞⎛ N 2 − 1 ⎞ ⎛ N ⎞ (7) P( ∑ 1 = S1 ) = ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ S1 − 1 ⎠ ⎝ N 2 + 1 − S 1 ⎠ ⎝ N 1 ⎠ Pro střední hodnotu E(S1) lze přímo z její definice nalézt vztah (8) E ( S1 ) = ( N 1 + 1) N 2 N a pro rozptyl platí (9) D( S1 ) = N 1 ( N 1 + 1) N 2 ( N 2 − 1) N 2 ( N − 1) Záměnou indexů se získají výrazy pro druhou komponentu. Pro určení střední hodnoty a rozptylu celkového počtu sekvencí je možné využít vztahů pro střední hodnotu a rozptyl dvou náhodných (korelovaných) veličin. Po úpravách vyjde 2 N1 N 2 (10) E( S) = 1 + N (11) D( S ) = 2 N 1 N 2 (2 N 1 N 2 − N ) N 2 ( N − 1)

Pro dostatečně vysoké N je možno rozdělení celkového počtu sekvencí S aproximovat normálním rozdělením [8] s parametry E(S), D(S) definovanými rovnicemi (8), (9). Celkový počet sekvencí je potom možno převést na standardizovanou náhodnou veličinu Z s rozdělením N(0;1): Z=

S − E ( S ) ± 0,5 D( S )

(12)

kde 0,5 je korekce na spojitost, kterou lze bez újmy na přesnosti při praktických výpočtech zanedbat. S využitím veličiny Z je snadné testovat náhodnost celkového počtu sekvencí v konfiguraci resp. posuzovat statistické chování různých typů konfigurací. Hodnoty veličiny Z je možno určit pro všechny možné konfigurace vzniklé metodou „nejbližšího souseda“. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 13

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Chování veličiny Z se posuzuje graficky pomocí speciálního regulačního diagramu viz obr.8. V tomto diagramu se vynášejí hodnoty Z pro všechny konfigurace. Jako kontrolní mez je použita hodnota KI = −2,33 , která odpovídá hranici testu významnosti (hladina významnosti α=0.01) pro jednostrannou alternativu (agregace). Pro posouzení variability experimentálně stanovených počtů sekvencí se do stejného grafu znázorňuje linie odpovídající aritmetickému průměru spolu s liniemi 95% intervalem spolehlivosti. Veličinu Z je možno použít jak pro analýzu jednotlivých konfigurací v jednom řezu, tak i pro posuzování rovnoměrnosti mísení po délce příze. V tab.4 jsou pro srovnání uvedeny hodnoty veličiny Z*, kladné pro „dobré“ a záporné pro „špatné“ uspořádání vláken ve vybraných řezech č.2 a 3. Záporné hodnoty veličiny Z* pod linií agregace -2,33 znamenají výskyt svazků vláken komponent a hodnoty nad linií agregace vyjadřují stupeň promísení (segregace) komponent. Dále jsou uvedeny střední hodnoty veličiny Z* vypočtené ze všech řezů přízí vřetenové, prstencové a rotorové, které dosahují záporných hodnot. Nejhorší uspořádání, tj. nejnižší hodnoty veličiny Z* jsou u příze vřetenové. Na regulačním diagramu obr.8 jsou vidět hodnoty veličiny Z* získané z jednotlivých řezů příze vřetenové, které se pohybují ve většině případů pod linií agregace. Střední hodnota veličiny Z* u prstencové příze je také pod linií agregace. Příze rotorová vychází nejlépe, střední hodnota veličiny Z* je nad linií agregace. Výsledky této analýzy ukazují, že výskyt svazků pektinem slepených vláken lnu i přes poměrně kvalitní kotonizaci zhoršuje kvalitu promísení komponent. „dobré” usp. příčný řez č. 2

„špatné” u. příčný řez č. 3

Novaspin 24 tex

prstencová 24 tex

I.B.I. čtvercová síť [-]

0,58

1,93

1,02 (0,86;1,19)

0,98 (0,88;1,09)

I.B.I. radiální síť [-]

0,42

2,56

1,04 (0,80;1,28)

0,93 (0,79;1,06)

I.B.I. segmentová síť [-]

0,96

1,74

1,25 (1,13;1,36)

0,98 (0,83;1,13)

-

-

2,84

-14,71

1,55 -7,01 (-9,57;-4,46)

1,92 -4,74 (-6,87;-2,60)

I.B.I. mezi řezy [-] *

Z [-]

rotorová 24 tex 1,08 (0,91;1,26) 1,05 (0,85;1,26) 1,23 (1,10;1,35) 1,44 -0,57 (-3,83;2,70)

Tabulka 4: Charakteristiky mísení



Obr. 8 Regulační diagram – veličina Z pro jednotlivé řezy vřetenové příze 1.4

Chlupatost

Princip měření chlupatosti staplové příze v systému obrazové analýzy je založen na průchodu světelných paprsků přízí a je popsán v [9]. Nejprve se nasnímají obrazy podélných pohledů z různých míst příze (cca 800 obrazů). Při zpracování obrazů se zavádí myšlený řez příze, který odpovídá jednomu řádku pixelů. Různé hodnoty šedi se upravují, tj. odstraňují se odlesky a obraz se převádí na binární (tělo příze – černá, pozadí – bílá). Střed nejdelší černé oblasti je pak určen jako bod osy příze. Ze všech vyhodnocovaných řádků se zjišťuje relativní četnost výskytu černých hodnot pixelů, které leží v určité vzdálenosti od osy příze, grafické zobrazení představuje funkci chlupatosti. Pro rozbor chlupatosti je třeba určit hranici mezi tělem příze a obalem z chlupů, tj. smluvní hodnota efektivního průměru příze, což může být např. hodnota průměru příze odpovídající 50% funkce chlupatosti. Číselné vyjádření chlupatosti se provádí integrací plochy pod křivkou v intervalu . Obr.9: Příze Novaspin V tab. 2 je uveden průměr a chlupatost přízí měřených pomocí této metody a označených jako efektivní průměr Lucia a chlupatost Lucia. V tabulce jsou uvedeny také hodnoty chlupatosti měřené na přístroji Uster Tester 4.


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Hodnoty efektivních průměrů Lucia (měřené z podélných pohledů) a hodnoty efektivních průměrů Secant (měřené z příčných řezů) jsou srovnatelné a potvrzují návaznost obou metodik. Chlupatost rotorové a prstencové příze měřená přístrojem Uster je téměř shodná a chlupatost vřetenové příze je o málo nižší. Chlupatosti těchto přízí měřené pomocí obrazové analýzy Lucia viz obr.10 funkce chlupatosti, vykazují nejnižší hodnoty chlupatosti také u vřetenové příze. Souhrnné hodnoty chlupatosti těchto přízí měřené integrací ploch pod křivkami chlupatosti v intervalu jsou téměř shodné. Zvýšená chlupatost vřetenové příze prokázaná u 100% bavlněných přízí [10] se zde neprojevuje. Měření bylo několikrát opakováno se stejnými výsledky. Chlupatost vřetenové příze 100 % bavlna o jemnosti 10 tex je oproti hrubším směsovým přízím nižší. Hodnoty chlupatosti měřené oběma metodikami jsou výrazně vyšší oproti chlupatosti 100% bavlněných přízí [10]. Výskyt technických vláken na povrchu směsových přízí celkově zhoršuje chlupatost a smývá rozdíly v chlupatosti způsobené technologií viz obr.9. prstencová

Novaspin

rotorová

funkce chlupatosti [%]

100 80 60 40 20 0 0,00

0,05

0,10

0,15

0,19

0,24

0,29

0,34

poloměr příze [mm]

Obr. 10: Funkce chlupatosti 1.5

Hmotná stejnoměrnost

Na přístroji Uster Tester 4 byla měřena hmotná stejnoměrnost, počty slabých míst, silných míst a nopků. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 5. Při srovnání hmotné stejnoměrnosti směsových přízí z bavlny a lnu a 100% bavlněných přízí [10] je vidět, že u směsových přízí jsou hodnoty CV vyšší a velmi vysoké jsou počty slabých míst, silných míst a nopků. To je způsobeno výskytem technických vláken lnu na povrchu příze viz obr.9. Z hlediska stejnoměrnosti vykazuje nejhorší výsledky příze vřetenová. Vřetenová příze jemnosti 10 tex vykazuje standardní hodnoty nestejnoměrnosti.


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Novaspin 10 tex 13,55 122,5 2,5 456 80 195 45

CV [%] Slabá místa -40% [km-1] Slabá místa -50% [km-1] Silná místa 35% [km-1] Silná místa 50% [km-1] Nopky +200% [km-1]c Nopky +280% [km-1]

Novaspin 24 tex 29,23 6903 2198 6095 3375 6280 2335

Prstencová 24 tex 24,35 3088 582,5 4245 1868 2765 642,5

Rotorová 24 tex 23,12 3813 575 4545 1875 6573 2350

Tabulka 5: Hmotná nestejnoměrnost přízí 1.6

Pevnost a tažnost

Pevnost a tažnost přízí jsou uvedeny v tabulce 2. Rozdíly v pevnosti mezi směsovými přízemi způsobené vlivem technologie jsou standardní, tzn. nejvyšší pevnost dosahuje příze prstencová, dále vřetenová a nejnižší pevnost vykazuje díky své neuspořádané struktuře (napřímení vláken, atd.) příze rotorová. Těmto trendům odpovídají hodnoty tažnosti. Při porovnání pevnosti přízí s pevností vláken a pevností svazku bavlna/len (tab.1), je vidět velké snížení pevnosti až pod hranici pevnosti vláken bavlny. Nízký koeficient využití pevnosti vláken v přízi je způsoben horším uspořádáním vláken v přízích vlivem výskytu hrubých technických vláken lnu. Vřetenová příze jemnosti 10 tex vykazuje standardní hodnoty pevnosti a tažnosti a koeficient využití pevnosti vlákna v přízi je 52 %. 1.7

Souhrnné srovnání jednotlivých charakteristik vláken a přízí

Jednotlivé zjištěné charakteristiky vláken a přízí jsou porovnány graficky. V grafu na obr. 11 a 12 jsou uvedeny procentuelní odchylky od vlastností zvoleného vlákenného materiálu a příze. V tomto případě byl jako srovnávací vlákenný materiál použit materiál určený pro prstencovou přízi, v případě srovnání vlastností přízí byla zvolena jako srovnávací příze prstencová. Pro přehlednost byl vlákenný materiál označen podle typu příze. l ba 1,5 tažnost ln

1

T tažnost

l ln

1,4

Z

1,2 1 0,8

pevnost

0,5 tažnost ba

n ba

0,6 0,4

0

0,2

t ba

0

h Uster

pevnost ln

tln

h Lucia zaplnění

pevnost ba

Rotorová, Novaspin

n ln

Prstencová

Obr. 11: Souhrnný graf pro vlákna

Rotorová Novaspin

n d ef Prstencová

Obr. 12: Souhrnný graf pro příze


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Z grafu na obr. 11 vyplývá, že vlastnosti jednotlivých vláken pro jednotlivé typy přízí se liší. Hodnoceny byly tyto vlastnosti: jemnost, délka, pevnost a tažnost vláken. Konfidenční intervaly se pro většinu vlastnosti překrývají a lze je tedy považovat za srovnatelné. Pouze tažnost bavlněných vláken pro prstencovou přízi je významně nižší. Také délka bavlněných a lněných vláken pro prstencovou přízi je nižší než pro ostatní typy přízí. To může být způsobeno použitou metodou měření. Délka vláken pro příze typu Novaspin a BD byla zjišťována z pramene, ale v případě prstencové příze byla délka vláken zjišťována z rozkroucené příze (pramen k dispozici nebyl). Z grafu na obr. 12 vyplývá, že vlastnosti jednotlivých typů přízí jsou v některých případech odlišné. Jemnost srovnávaných přízí je shodná, velice blízké jsou si i hodnoty chlupatosti zjištěné dvěma metodami (Uster, Lucia TUL). Celkový počet vláken je možno považovat za shodný, protože konfidenční intervaly se překrývají. Počet bavlněných a lněných vláken kolísá, což může souviset s hmotnostním podílem, který je u prstencové příze jiný než u příze typu Novaspin a příze rotorové. Dalším možným faktorem kolísání počtu bavlněných a lněných vláken v průřezu příze je malý počet řezů a subjektivní označování bavlny a lnu, což je velice obtížné v případě použití kotonizovaného lnu. Hodnota zákrutu rotorové příze je vyšší, což je u této technologire obvyklé. Pevnost rotorové příze je vyšší než velice blízké hodnoty pevnosti příze prstencové a příze Novaspin. Tažnost prstencové příze je vyšší než tažnost příze rotorové a příze Novaspin. 1.8

Srovnání vlastností vláken a směsových přízí se souborem přízí ze 100% bavlny

V této práci jsou srovnány parametry směsových přízí z bavlny a kotonizovaného lnu s parametry přízí ze 100% bavlny. Zároveň jsou srovnány vlastnosti tkanin vyrobené ze směsových přízí a přízí bavlněných. V současné době jsou k dispozici výsledky analýzy souboru bavlněných přízí a tkanin uvedené v [10]. Jedná se o rozsáhlý soubor přízí vyrobených různou technologií o různé jemnosti. Jsou to příze vyrobené klasickou prstencovou technologií o jemnosti 10tex (P10), 20tex (P20), 29,5tex (P29,5), dále jsou to příze vyrobené novou experimntální technologií Novaspin o jemnosti 10tex (N10), 20tex (N20), 29,5tex (N29,5) a zároveň příze vyrobené bezvřetenovou technologií o jemnosti 20tex (BD20) a 29,5tex (BD29,5). V závorkách je uvedeno označení těchto přízí, které je použito v souhrnných tabulkách a grafech. Pro přehlednost jsou některé vybrané parametry vláken a přízí z tohoto srovnávacího souboru uvedeny v příloze č. 1. Základní parametry bavlněných vláken spolu s konfidenčními intervaly jsou uvedeny v tabulce č. 6 a 7 v příloze č. 1. Základní parametry čistě bavlněných přízí spolu s konfidenčními intervaly jsou uvedeny v tabulce č. 8 a 9 v příloze č. 1. Na obr. 13 je uveden souhrnný graf vlastností bavlněných vláken určených pro výrobu směsových přízí o jemnosti 24tex a bavlněných vláken určených pro výrobu přízí ze srovnávacího souboru o jemnostech 10tex, 20tex a 29,5tex. V grafu jsou uvedeny procentuelní odchylky jednotlivých vlastností. Z tabulek 6 a 7 a souhrnného grafu na obr. č. 13 jsou patrné odlišnosti vlastností jednotlivých typů bavlněných vláken. Jako srovnávací bavlněná vlákna byla zvolena bavlněná vlákna použitá k výrobě směsové prstencové příze o jemnosti 24tex. Bavlněná vlákna použitá na výrobu příze P10 a N10 vykazují tyto odlišnosti: jemnost vláken je o 26% nižší, délka vláken je o 34% vyšší, pevnost je o 6% vyšší a tažnost je o 46% vyšší. Bavlněná vlákna použitá na výrobu příze P20, N20 a BD20 vykazují tyto odlišnosti: jemnost vláken je o 11% vyšší, délka vláken je o 11% vyšší, pevnost je o 40% nižší a tažnost je o 48% vyšší. Bavlněná vlákna použitá na výrobu příze Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 18

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa P29,5, N29,5 a BD29,5 vykazují tyto odlišnosti: jemnost vláken je o 13% vyšší, délka vláken je o 4% vyšší, pevnost je o 38% nižší a tažnost je o 51% vyšší. V tabulce č. 8 a č. 9 v příloze č. 1. jsou uvedeny vybrané parametry jednotlivých přízí ze srovnávacího souboru spolu s konfidenčními intervaly. Na obr. 14 až 16 jsou uvedeny souhrnné grafy vlastností směsových přízí o jemnosti 24 tex spolu s vlastnostmi přízí ze srovnávacího souboru o jemnosti 10tex, 20tex a 29,5tex. Jako srovnávací příze byla použita směsová prstencová příze o jemnosti 24tex. V grafech jsou uvedeny procentuelní odchylky jednotlivých vlastností. Procentuelní odchylky jednotlivých vlastností se pohybují v rozmezí od 0% až do 70%. Hodnoty jednotlivých vlastností směsových přízí a bavlněných přízí ze srovnávacího souboru byly podrobeny grafické analýze dat. Pro porovnání jednotlivých vlastností bylo použito speciální zobrazení vícerozměrných dat. Jedná se o projekci vícerozměrných dat do plochy, kde jednotlivé objekty představují jednotlivé vlastnosti a linie odpovídají jednotlivým typům tkanin. Blízkost bodů lze interpretovat jako blízkost vlastností a z blízkosti jednotlivých linii lze vyvozovat podobnost chování jednotlivých tkanin. Na obr. č. 17 až 19 jsou uvedeny výsledky grafického srovnání vlastností přízí. Jedná se o projekci vícerozměrných dat do plochy. Body reprezentují jednotlivé vlastnosti přízí a paprsky odpovídají typu příze. Srovnávány byly tyto vlastnosti: jemnost příze T (1) a zákrut příze Z (2), počet vláken v přízi n (3), chlupatost příze zjišťovaná pomocí Uster (4) a Lucia (5), pevnost p (6) a tažnost příze ε (7). Některé vlastnosti jsou si velice blízké a proto jsou zobrazeny v grafech pouze jako body, protože čísla by byla v tomto případě nečitelná. Z grafického srovnání vlastností přízí na obr. č. 17 vyplývá, že vlastnosti směsových přízí typu P24 a N24 jsou silně korelované, příze typu BD24 se mírně odlišuje. Vlastnosti bavlněných přízí o jemnosti 10tex vykazují nižší korelaci vlastností mezi sebou a zároveň se projevuje i korelace mezi vlastnostmi těchto bavlněných přízí a přízí směsovou typu BD24. Z grafického srovnání vlastností přízí na obr. č. 18 vyplývá, že silná korelace vlastností se projevuje u směsových přízí typu P24 a N24, směsová příze BD24 se mírně odlišuje. Silnou korelaci vlastností vykazují i bavlněné příze typu P20 a BD 20, příze typu N20 se mírně odlišuje. Jednotlivé vlastnosti přízí ze srovnávacího souboru o jemnosti 20tex se nejvíce přibližují vlastnostem směsové příze typu P24 a N24. Z grafického srovnání vlastností přízí na obr. č. 19 vyplývá, že silně korelované jsou vlastnosti směsových přízí typu P24, N24 a BD24. Silně korelované jsou i vlastnosti bavlněných přízí typu P29,5, N29,5 a BD29,5. Vlastnosti směsových přízí a bavlněných přízí při vzájemném srovnání nevykazují závislost.

Diskuse V práci jsou zkoumány vlastnosti přízí ze směsi bavlny a lnu vyrobené vřetenovou, prstencovou a rotorovou technologií. Výskyt technických vláken lnu ve struktuře příze logicky přináší horší uspořádání vláken oproti přízi ze 100 % bavlny. Při porovnání přízí mezi sebou je možno konstatovat tyto shodné vlastnosti a odlišnosti: Shodné vlastnosti: •

Pro výrobu vřetenové a rotorové příze byla použita stejná surovina. Surovina použitá pro výrobu prstencové příze známa nebyla a bylo zjištěno, že kromě menší délky vláken jsou ostatní charakteristiky (jemnost, délka, pevnost a tažnost vláken.) stejné. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 19

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa •

Počet vláken bavlny a lnu v průřezu příze je stejný, a proto je také shodný hmotnostní směsový podíl. Naměřené hmotnostní podíly se však liší od jmenovitých, vykazují vyšší podíl lnu, důvodem může být použití tabelární hustoty lněných a bavlněných vláken nebo nedodržení směsového podílu výrobcem.

•

Jemnosti, průměry a zákruty směsových přízí jsou ve stejné relaci. Zákrut rotorové příze je standardně vyšší, přesto se v uvedených veličinách výrazně neprojevuje. Radiální zaplnění a radiální hmotnostní podíl (vyšší podíl lnu než vykazuje jmenovitý podíl) vykazují také stejné výsledky.

•

Chlupatost směsových přízí vyrobených uvedenými technologiemi je srovnatelná, neřídí se trendy známými u 100% bavlněných přízí. Vřetenová příze dokonce vykazuje nejnižší hodnoty chlupatosti.

Odlišné vlastnosti: •

Promísení komponent po průřezu je dle indexu mísení a veličiny Z nejhorší u příze vřetenové.

•

Hmotná stejnoměrnost a počty slabých míst, silných míst a nopků jsou nejhorší u příze vřetenové.

•

Pevnost a tažnost směsových přízí se řídí dle známých pravidel technologie, nejvyšší pevnost vykazuje příze prstencová, o málo nižší pevnost má příze vřetenová a nejnižší pevnost je u příze rotorové.

Při porovnání vlastností směsových přízí z bavlny a lnu s přízemi 100% bavlněnými lze říci: •

Hodnoty chlupatosti a hmotné stejnoměrnosti jsou výrazně vyšší u směsových přízí.

•

Nízký koeficient využití pevnosti vláken v přízi je způsoben horším uspořádáním dvou kvalitativně odlišných komponent v přízi i přesto, že u vláken kotonizovaného lnu pro vřetenovou a rotorovou přízi bylo stanoveno 67% výskytu ojednocených vláken. U příze prstencové nebylo možno podíl ojednocených vláken stanovit.

Metody zkoumání vlastností přízí s využitím obrazové analýzy, které byly dosud aplikovány pouze na bavlnu a chemická vlákna, byly poprvé ve větší míře použity pro směsi s lněnými vlákny. Lze konstatovat: •

Výsledky měření zaplnění přímou metodou z reálných vlákenných ploch a metodou Secant, kde se subjektivně označují středy vlákenných řezů se liší. K hodnocení zaplnění směsových přízí z bavlny a lnu je nutno použít metodu přímou založenou na snímání reálných ploch vláken. Důvodem je velká variabilita ploch vláken, výskyt svazků slepených vláken.

•

Průměry přízí měřené metodou Secant z příčných řezů a průměry určené z funkcí chlupatosti, které jsou měřeny z podélných pohledů jsou shodné a ukazují soulad obou metod.

•

Výsledky měření chlupatosti příze z obrazové analýzy a s použitím přístroje Uster Tester 4 mají shodné trendy a ukazují, že je možné nalézt regresní vztah mezi oběma metodami [9]. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 20

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Celkově je možno říci, že se podařilo vyrobit vřetenovou technologií přízi srovnatelnou s přízí prstencovou. Příze má však horší hmotnou stejnoměrnost a horší promísení komponent po průřezu příze. Malý pokles pevnosti oproti přízi prstencové se vyskytoval I u 100% bavlnářských přízí. Méně uspořádaná struktura směsových přízí vede ke smývání rozdílů mezi přízemi, které jsou prokázány u přízí čistě bavlněných. Vřetenová příze 10tex ze 100% bavlny je hodnocena doplňkově, neboť bude použita v osnově tkanin, jejichž útky budou tvořeny směsovými přízemi. Vlastnosti této příze jsou ve shodě s dosud známými výsledky výzkumu [10]. V práci jsou dále srovnány vlastnosti směsových přízí se souborem přízí bavlněných. Výsledky ukazují jisté odlišnosti v jednotlivých vlastnostech přízí, což může být způsobeno jinou jemností srovnávaných přízí a také jiným vstupním materiálem. Tyto výsledky jsou důležité pro následné srovnání vlastností tkanin vyrobených ze směsových přízí a přízí ze 100% bavlny.



Etapa 3.1: Projektování vlastností přízí a plošných textilií Novaspin řešitel TUL, VÚB a.s. Spolsin s.r.o. Část 2:

Hodnocení struktury a vlastností tkanin ze směsových přízí z bavlny a lnu

V Liberci 30.10.2003

Krupincová Gabriela



Úvod V návaznosti na první část práce, která se zabývá rozborem vlastností přízí je v této kapitole sledován vliv technologie výroby příze na strukturu a celkový charakter tkanin. Tkanina je specifický textilní útvar, jejíž vlastnosti souvisí nejen s její strukturou, ale také se způsobem provázání. Každou tkaninu lze popsat souborem mnoha různých charakteristik, které mimo jiné závisí i na struktuře a mechanických vlastnostech přízí, z nichž je tkanina vyrobena. V této práci jsou shrnuty výsledky zjišťování základních charakteristik tkanin, radiální analýzy příčných řezů tkaninou v souvislosti s deformací příze ve vazném bodě tkaniny. Sledována byla i změna zaplnění jednotlivých přízí ve vazném bodě tkaniny a provedeno hodnocení specifických charakteristik tkanin s využitím speciálních přístrojů KES. Tkaniny byly vyrobeny ze směsových přízí z bavlny a kotonizovaného lnu, příze jsou přesně specifikovány v části 1. Útkové příze o jemnosti 24 tex se lišily technologií výroby (prstencová příze, experimentální příze Novaspin a rotorová příze) a jako osnovní příze byly použity skané příze o jemnosti 2x10 tex vyrobené experimentální technologií Novaspin. Jednotlivé příze byly dle potřeby přesoukány, osnovní příze byly šlichtovány a zpracovány standardním způsobem do tkanin plátnové vazby. Vzorky tkanin byly dodány v režném stavu a upravené, pouze tkanina typu BD byla dodána jen v upravené formě. Soubor vzorků je tvořen třemi typy tkanin označenými dle použité útkové příze (N-útková příze Novaspin, P-útková příze prstencová a BD-útková příze rotorová). Základní parametry tkanin jsou souhrnně uvedeny v [16]. Byla provedena radiální analýza tkanin na souboru 20 příčných řezů tkaninou ve směru osnovy a útku pro každý typ tkaniny před i po úpravě. Pro vyhodnocení radiálních příčných řezů útkem byly k dispozici vždy hodnoty z 20 příčných řezů, ale pro osnovou byly k dispozici tři soubory 20-ti řezů. Dále byly zjišťovány souhrnné charakteristiky tkanin pomocí souboru přístrojů KES a vyhodnocena hodnota THV. Pro každý soubor experimentálních dat byla provedena základní statistická analýza dat. Střední hodnota pro jednotlivé soubory byla odhadnuta pomocí aritmetického průměru, následoval odhad velikosti směrodatné odchylky, variačního koeficientu a následně byly vypočteny intervaly spolehlivosti na hladině významnosti 0,05. Zjištěné základní charakteristiky tkanin byly podrobeny analýze dat. Statistická analýza byla prováděna pomocí statistických programů QCexpert, ADSTAT a Excel. Experimentální výsledky budou uvedeny v následujících podkapitolách. 1.9

Základní charakteristiky tkanin

Byly zjišťovány základní charakteristiky tkanin a částečně jsou zpracovány v rámci diplomové práce [16]. Cílem této diplomové práce bylo zjistit velikost vlivu technologie výroby příze na vlastnosti tkanin. Zjišťovány byly tyto vlastnosti tkanin: pevnost Ptk a tažnost tkanin εtk, splývavost tkanin přes ostrý roh DA, tepelná jímavost b, propustnost vody a vodních par pr, prodyšnost R a porosita Zpe, dostava Do, Dú, zakrytí Ztk a plošná hmotnost tkanin W. Výsledky měření a srovnání vlastností jednotlivých typů přízí jsou částečně uvedeny v [16]. V této podkapitole budou uvedeny pouze některé výsledky a srovnání zjišťovaných vlastností a to především výsledky souhrnné a výsledky grafické analýzy vícerozměrných dat. V následujícím textu bude uveden základní popis dané vlastnosti a způsob jejího zjišťování Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 23

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa spolu s použitou normou ČSN EN ISO nebo IN. Dále budou uvedeny souhrnné hodnoty jednotlivých vlastností spolu s konfidenčními intervaly. 1.9.1

Zjišťované veličiny

Dostava Do, Dú tkaniny udává počet nití na jednotku délky a byla zjišťována pomocí ČSN EN ISO 1049-2 (uvedená dostava tkanin je na 10cm). Plošná hmotnost udává hmotnost plošné jednotky a byla zjišťována pomocí ČSN EN ISO 12127 (uvedená plošná hmotnost je na 10cm2 tkaniny). Splývavost přes ostrý roh DA byla prováděna dle IN 23-202-01/01. Tkaniny jsou nejprve klimatizovány a poté jsou vzorky kladeny na testovací stůl. Vzorek se pootočí tak, aby směr osnovy resp. útku souhlasil s osou úhlu měřícího rohu stolu. Poté se vzorek posune tak, aby hrana stolu se nacházela ve středu vzorku a nechá volně splývat. Pomocí jednoduchého pravítka se provede se odečet délky vzdálenosti H splývavé hrany od roviny stolu. DA je číslo menší než 1 a charakterizuje splývavost tkaniny ve směru osnovy a útku. Výpočet se provádí dle vztahu (13). DA = H 100 = sin ϕ , (13) kde H je délka odvěsny a ϕ je splývavý úhel. Prodyšnost R byla prováděna dle normy ČSN EN ISO 9237, IN 33-302-01/01. Měření byla provedena na přístroji Metafen s tlakovým spádem 100Pa. Vzhledem k porositě zkoumané textilie a rozsahu přístroje bylo nutno využít ke zjišťování prodyšnosti vícevrstvé vzorky. Získané hodnoty je nutno převést z objemových jednotek proudu vzduchu na jednotky rychlosti proudu vzduchu a dále pro vícevrstvé soubory Ri určit hodnoty pro jednu vrstvu materiálu R1. Přepočet lze provést dle vztahu (14, 15). q R1 = 2,566 + 1,668 Ri , R= v , (14, 15) 3,6 A kde A je plocha zkoumaného vzorku. Tepelná jímavost b byla hodnocena pomocí přístroje Alambeta s využitím normy IN 23-303-03/01. Tímto přístrojem bylo možno vyhodnotit další ukazatele: tepelný tok q, který udává množství tepla, které se šíří z ruky o teplotě t2 do plošné textilie s počáteční teplotou t1 za jednotku času, dále tloušťka textilie, měrná tepelná vodivost λ udávající množství tepla, které proteče jednotkou délky za jednotku času s rozdílem 1K, plošný odpor vedení tepla r, který stoupá s poklesem tepelné vodivosti. Propustnost vody a vodních par byla zjišťována pomocí přístroje Permetest s využitím IN 23 303 02/01. Podstatou zkoušky je měření tepelného toku q procházejícího povrchem tepelného modelu lidské pokožky - skin modelu. Povrch modelu je porézní a je zavlhčován, čímž se simuluje funkce ochlazování pocením. Na tento povrch je přiložen přes separační folii měřená vzorek. Vnější strana vzorku je ofukována. Přístroj měří relativní propustnost textilií pro vodní páry pr, což je nenormalizovaný, ale velmi praktický parametr, kde 100% propustnost představuje tepelný tok qo vyvozený odparem z volné vodní hladiny o stejném průměru jaký má měřený vzorek. Zakrytí této hladiny měřeným vzorkem se pak tepelný tok sníží na hodnotu q1. Platí: pr= 100 ( q1/ qo) [ % ]. Porosita tkanin Zp vyjadřuje podíl pórů ve tkanině a v tomto případě byla zjišťována pomocí obrazové analýzy Lucia a vyjádřena jako funkce hodnot šedí. Pomocí druhé derivace funkce šedí byla nalezena hodnota porosity tkanin. Porosita Zp tkanin byla dále vypočtena s využitím teoreticky získaného zakrytí tkanin Zc dle vztahu (16, 17). Z c = D o d o + Dú d ú + D o d o Dú d ú , Zc = 1− Z p . (16, 17) Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 24

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa 1.9.2

Základní charakteristiky tkanin

Základní zjišťované charakteristiky jsou uvedeny spolu s konfidenčními intervaly v tabulce č. 10. Souhrnné srovnání základních charakteristik tkanin je uvedeno v grafech na obr. č. 20 a 21. Srovnávány byly tyto vlastnosti: plošná hmotnost W, prodyšnost R, relativní propustnost vodních par pr, tepelný tok q, měrná tepelná vodivost λ, tepelná jímavost b, plošný odpor r, pórovitost teoretická Zpt a experimentální Zpe, zakrytí tkaniny Ztk, dostava tkaniny po osnově Do a útku Dú, pevnost tkaniny po osnově Ptk a útku Ptk, tažnost tkaniny po osnově εtk a útku εtk, tloušťka tkaniny T*. tkanina

BDu

Pu

Pr

Nu

Nr

W

[g/10cm2]

1,057 (1,049; 1,065)

1,05 (1,037; 1,063)

0,97 (0,97; 0,98)

1,027 (1,001; 1,048)

0,96 (0,93; 0,98)

R

[mms-1]

pr

[%]

T*

[mm]

919 (881; 956) 36,8 (41,44; 32,19) 0,25 (0,21; 0,29)

974 (900; 1049) 34,45 (31,31; 37,59) 0,28 (0,25; 0,3)

1726 (1688; 1763) 45,25 (40,02; 50,49) 0,34 (0,34; 0,34)

953 (925; 981) 41,3 (37,95; 44,65) 0,2555 (0,23; 0,28)

1921 (1883; 1958) 45,3 (33,99; 56,61) 0,34 (0,3; 0,38)

q

[Wm2]

0,6 (0,53; 0,67)

0,623 (0,58; 0,64)

0,498 (0,45; 0,54)

0,598 (0,58; 0,62)

0,485 (0,44; 0,53 )

λ

[Wm-1K-1]

45,75 (45,12; 46,38)

49,95 (45,97; 53,93)

42,65 (42,44; 42,86)

44,8 (43013; 46,48)

39,75 (39,54; 39,96)

b

[Wm-2s1/2K-1]

r

[W-1Km2]

Zpe

181,5 182 145 185 141,5 (158,47; 204,53) (169,44; 194,56) (119,87; 170,13) (159,87; 210,13) (114,28; 168,72) 5,45 (4,82; 6,08)

5,45 (5,24; 6,66)

8 (7,58; 8,42)

5,7 (4,86; 6,54)

8,6 (7,76; 9,44)

[-]

0,2796

0,1423

0,207

0,1424

0,2542

Zpt

[-]

0,2792

0,3074

0,3384

0,3225

0,383

Ztk

[-]

0,7208

0,6926

0,6616

0,6775

0,617

Do

[nití/10cm]

258 (256; 259)

246 (245; 246)

217 (216; 217)

253 (253; 254)

217 (216; 218)

Dú

[nití/10cm]

218 (217; 219)

214 (214; 215)

216 (216; 217)

212 (211; 212)

197 (196; 198)

Ptk osnova

[N]

506,96 512,78 454,46 489,82 457,18 (492,87; 521,05) (504,65; 520,91) (450,68; 458,24) (469,77;509,87) (449,81; 464,55)

Ptk útek

[N]

184,62 318,12 363,86 (182,42; 186,82) (312,81; 360,17) (360,17; 367,55)

εtk osnova

[%]

6,84 (6,67; 7,01)

6,97 (6,86; 7,08)

εtk útek

[%]

13,39 (13,35; 13,43)

11,09 (10,99; 11,19)

229,06 (217,9; 240,22)

302,32 (295,85; 308,79)

7,92 (7,64; 8,2)

6,38 (6; 6,76)

8,52 (8,03; 9,01)

6,42 (6,33; 6,51)

12,84 (12,56; 13,12)

4,82 (4,52; 5,12)

Tabulka č. 10: Základní charakteristiky tkanin


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Tkaniny

W 2

etk útek etk osnova

R pr

1,5 1

Ptk útek

T*

0,5 Ptk osnova

q

0

Dú

l

Do

b Ztk Pr

Zpt Nr

Zpe Pu

r Nu

BDu

Obr. 20: Souhrnný graf vlastností směsových přízí o jemnosti 24tex V grafu na obr. č. 20 jsou uvedeny procentuelní odchylky jednotlivých vlastností tkanin. Jako srovnávací tkanina byla zvolena režná tkanina s útkovou přízí typu Pr o jemnosti 24tex. Z grafu jsou patrné odlišnosti jednotlivých vlastností, které se pohybují od 50% do 200%. Ze srovnáním vlastností režných tkanin typu Nr a Pr je patrné, že vlastnosti W, R, T*, q, λ, b, r, Zpe, Zpt, Ztk, Do, Dú, Ptk po osnově a útku, εtk po osnově a útku jsou srovnatelné. Větší odlišnosti vykazuje relativní propustnost vodních par od 25% do 50%. Ze srovnání vlastností tkanin v upraveném stavu je patrné, že tkaniny se ve většině vlastností shodují, ale v některé vlastnosti vykazují výraznou odlišnost (např. Zpe tkaniny typu BDu se od tkanin typu Pu a Nu liší o 50%). Budeme – li posuzovat vlastnosti tkanin před a po úpravě lze konstatovat, že u některých vlastností došlo k mírnému zvýšení nebo snížení sledované vlastnosti, výrazná změna se projevila u tažnosti tkaniny útku εtk, která po úpravě narostla o 100%. Souhrnně je možno říci, že ve většině případů se režné tkaniny typu Pr a Nr chovají obdobným způsobem a vlastnosti upravených tkanin typu BDu, Nu, Pu jsou také srovnatelné. Hodnoty jednotlivých charakteristik tkanin (tabulka č. 10) byly podrobeny grafické analýze dat. Pro porovnání jednotlivých vlastností bylo použito speciální zobrazení vícerozměrných dat. Jedná se o projekci vícerozměrných dat do plochy, kde jednotlivé objekty představují jednotlivé vlastnosti a linie odpovídají jednotlivým typům tkanin. Blízkost bodů lze interpretovat jako blízkost vlastností a z blízkosti jednotlivých linii lze vyvozovat podobnost chování jednotlivých tkanin. Na obr. č. 21 je uveden graf zobrazení vícerozměrných dat. Jde o projekci vícerozměrných dat do plochy. Body reprezentující vlastnosti jsou očíslovány dle tab. č. 10 a paprsky reprezentují jednotlivé typy tkanin. Některé vlastnosti jsou si velice blízké a proto jsou zobrazeny pouze jako body, protože čísla by byla v tomto případě nečitelná.



Obr. 21: Grafické porovnání vlastností tkanin pomocí speciálního zobrazení vícerozměrných dat do plochy Z grafu plyne, že vlastnosti tkanin v režném stavu jsou silně korelované a jsou si velice blízké, shodně jako vlastnosti tkanin v upraveném stavu mají obdobné vlastnosti. Z dostupných výsledků lze konstatovat, že technologie výroby útkové příze nemá podstatný vliv na srovnávané vlastnosti tkanin. Některé vlastnosti tkanin jsou sice výrazně odlišné, jejich konfidenční intervaly se nepřekrývají, ale z globálního hlediska hodnocení tkanin před a po úpravě se rozdíly mezi jednotlivými tkaninami v souvislosti s typem útkové příze stírají. 1.10 Radiální analýza tkanin

Pro vyhodnocení deformačních charakteristik příze ve vazném bodě byla využita metodika analýzy příčných řezů tkanin uvedená v [11], [12]. Analýza spočívá v subjektivním stanovení šířky příze a a tloušťky příze b ve vazném bodě tkaniny jako maximální vzdálenosti krajních vláken v podélném a příčném směru pomocí funkce měření délek obrazové analýzy Lucia. Za předpokladu, že původně kruhový průřez příze obr. č. 22a se deformuje na tvar ohraničený dvěma půlkružnicemi o průměru b a dvěma úsečkami o délce (a-b), jedná se o tzv. Kempův oválný průřez obr. č. 22b [11]. Tento tvar průřezu bývá často zjednodušen na tvar elipsy obr. č. 22c, kde délky jejich hlavních os nahrazují v tomto případě rozměry a, b. V případě vrstvených tkaninových kompozitních materiálů nebo materiálů s vysokou hodnotou dostavy se uvažuje deformace průřezu do tvaru čočky, která je ohraničena dvěma kruhovými úsečemi o určité křivosti s charakteristickými rozměry a, b obr. č. 22d.

a

b c d Obr. 22: Možné tvary příčných řezů po deformaci


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Hodnoty a a b jsou charakteristickými rozměry stlačené příze. Z těchto veličin lze vyjádřit poměrnou tloušťku příze β a poměrnou šířku příze α [11].

β =b d, α =a d, Souvislost mezi uvedenými veličinami vyjadřuje zploštění příze γ. γ = a b = α β ≥ 1. Plocha zdeformovaného řezu Sz, lze vyjádřit [13]: S z = π b 2 4 + (a − b )b = d 2 [β 2 ((π 4) − 1) + β ], Kemp Elipsa

Sz = π ab 4 ,

[(

)

(

) ]

S z = a 2 + (4 / 3)b 2 a 2 + b 2 / 4b − a a 2 − b 2 / 4b . Čočka a pro obvod zdeformovaného řezu Lz platí [13]: Kemp Lz = π b + 2(a − b ) = d [β (π − 2) + 2α ] ,

(a

)

Elipsa

Lz ≈ 2π

Čočka

Lz ≈ 2 a 2 + (4 / 3)b 2

2

+ b2 / 2 ,

(18, 19) (20) (21a) (21b)

(21c) (22a) (22b) (22c)

Pro vyjádření vztahu mezi α a β jsou navrhovány dvě alternativní hypotézy. Hypotéza o zachování plochy a hypotéza o zachování obvodu [11] vycházející z předpokladu, že kruh je rovinný útvar, který má za shodného obsahu s ostatními útvary nejmenší možný obvod a při shodném obvodu největší možnou plochu. Hypotéza o zachování plochy předpokládá, že plocha se stlačováním podstatně nezmění. Při stlačení se zvyšuje obvod příze a kruhový průřez se mění na jiný tvar. Objem mezivlákenných pórů se nezmění, zaplnění se nezmění nebo poklesne. S užitím vztahů (18)a vztahu Sp =πd2/4, kde d je průměr příze, lze vyjádřit: Kemp

Elipsa Čočka

α = [π 4 − β 2 (π 4 −1)] β , α =1 β ,

α 2 + ( 4 / 3) β 2 (α 2 + β 2 ) − α (α 2 − β 2 ) − πβ = 0 .

(23a) (23b) (23c)

Hypotéza o zachování obvodu předpokládá, že obvod se stlačením nemění, plocha průřezu se zmenšuje, dochází ke zvětšení zaplnění, zmenšení mezivlákenných pórů, zvýšení počtu kontaktů mezi vlákny a k destrukci původní struktury. Obvod řezu lze vyjádřit jako L = πd a užitím vztahů (19) platí [13]: Kemp Elipsa Čočka

α = [π − β (π − 2)] 2 , α = 2−β2 ,

(π / 2)2 − (4 / 3)β 2 .

(24a) (24b) (24c)


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Dále je možno hodnotit změnu zaplnění příze ve vazném bodě tkaniny s využitím vztahu pro výpočet zaplnění příze, který lze vyjádřit z poměru ploch [11], kde Sv je souhrnná plocha vláken a Sc je celková plocha příze [12]. µ = Vv Vc = Sv / Sc

(25)

Za předpokladu, že sumární plocha vláken v příčném řezu příze Sv se po deformaci nemění, lze podíl zaplnění původní příze µp ku zaplnění zdeformované příze µz zapsat vztahem:

µ p µz = (Sv S p ) (Sv Sz ) = Sz S p

(26)

kde Sz je plocha zdeformovaného řezu viz vztah (21 a, b, c) a Sp = πd2/ 4 je plocha původního nezdeformovaného řezu. V následujících podkapitolách budou uvedeny dílčí výsledky jednotlivých experimentálních měření. Nejprve to budou deformační charakteristiky a poté změny průběhů a hodnot zaplnění. 1.10.1 Vyhodnocení deformace příze ve vazném bodě

Pro hodnocení deformace příze byla využita obrazová analýza Lucia. Jednotlicé deformační charakteristiky byly vypočteny z experimentálních dat pomocí vztahů (18) až (20). Data byla podrobena statistickému testování a normalita a homogenita dat byla u všech souborů přijata. Experimentální výsledky jsou uvedeny v tabulce 11, 12 a grafech na obr. č. 23 až 25. typ příze jemnost příze [tex]

α [-]

režná

α [-]

upravená

β [-]

režná

β [-]

upravená

γ [-]]

režná

γ [-]

upravená

Novaspin

Novaspin

Prstencová

Rotorová

10x2 1,41 (1,35; 1,47) 1,26 (1,21; 1,31) 0,8 (0,77; 0,82) 0,70 (0,67; 0,73) 1,8 (1,7; 1,89) 1,86 (1,76; 1,96)

24 1,21 (1,16; 1,27) 1,55 (1,49; 1,62) 0,77 (0,74; 0,8) 0,57 (0,54; 0,6) 1,60 (1,52; 1,68) 2,81 (2,65; 2,97)

24 1,55 (1,49; 1,62) 0,77 (0,74; 0,8) 0,57 (0,54; 0,6) 1,60 (1,52; 1,68) 2,81 (2,65; 2,97) 1,55 (1,49; 1,62)

24 není 1,21 (1,16; 1,27) není 0,77 (0,74; 0,8) není 1,60 (1,52; 1,68)

Tabulka 11: Hodnoty deformačních charakteristik přízí ve vazném bodě tkaniny Na obr. č. 23 až 25 jsou uvedeny jednotlivé deformační charakteristiky v závislosti na typu tkaniny. Je možné hodnotit vliv typu použité technologie pro útkové příze a vliv úpravy tkaniny během její výroby.


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa 1,2

2

1 0,8 β [-]

α [-]

1,5 1

0,6 0,4

0,5

0,2

0

0 druh tkaniny

druh tkaniny P upravená N upravená Bd upravená P režná N režná o režná celkem o upravená celkem

P upravená Bd upravená N režná o upravená celkem

Obr. 23: Poměrná šířka přízí ve vazném bodě tkaniny

N upravená P režná o režná celkem

Obr. 24: Poměrná výška přízí ve vazném bodě tkaniny

2,5

γ [-]

2 1,5 1 0,5 0

druh tkaniny P upravená Bd upravená N režná o upravená celkem

N upravená P režná o režná celkem

Obr. 25: Zploštění přízí ve vazném bodě tkaniny Analýza tkanin

2

Kemp elipsa Kemp elipsa x 24 tex P rezná - 24 tex P upravná * 24 tex N rezná + 24 tex N upravená o 24 tex Bd upravená

1.8

1.6 ] 1[ af l a

← hypotéza o zachování plochy

1.4

1.2

↑ hypotéza o zachování obvodu

1 0.2

0.3

0.4

0.5

0.6 beta [1]

0.7

0.8

0.9

1

Obr. 26: Závislost poměrné šířky na poměrné výšce Z tabulky 11 a grafů na obr. č. 23 až 25 vyplývá, že rozdíly mezi deformačními charakteristikami jsou z hlediska technologie výroby útkové příze statisticky nevýznamné, protože konfidenční intervaly se překrývají. Porovnání poměrné šířky α a poměrné tloušťky β vzhledem k úpravě tkaniny je vidět, že po úpravě, došlo k mnohem větším deformacím příze ve vazném bodě tkaniny jak ve směru osnovy, tak ve směru útku. Při hodnocení zploštění příze ve vazném bodě tkaniny nejsou mezi hodnotami zploštění odpovídajícími režným a upraveným tkaninám ve směru osnovy a útku velké rozdíly. Pokles zploštění po úpravě je Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 30

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa sice patrný, ale konfidenční intervaly se překrývají a rozdíly lze považovat za statisticky nevýznamné. Při hodnocení osnovních příčných řezů byly k dispozici tři soubory dat, které byly podrobeny statistickému testování. Soubory byly na základě přijatého testu o shodnosti rozptylu a stření hodnoty sloučeny a dále vyhodnocovány jako jeden soubor dat. Při porovnání deformace příze ve vazném bodě tkaniny ve směru útku a osnovy před a po úpravě je možno dojít k závěru, že ani zde nejdou velké odlišnosti mezi jednotlivými charakteristikami deformace příze ve vazném bodě, přestože pro osnovní příze byly použity skané příze o jemnosti 2x10 tex. Struktura a mechanické vlastnosti skaných přízí jsou prozatím nedostatečně modelově popsány, ale v současné době jsou zahájena experimentální měření s cílem nalezení nebo zpřesnění stávajících metodik pro zjišťování vlastností těchto přízí a zároveň je cílem nalezení přesnějších strukturních popisných vztahů skaných přízí. V grafu na obr. č. 26 jsou uvedeny teoretické průběhy funkční závislosti mezi poměrnou tloušťkou β a poměrnou šířkou α dle vztahů (23a, b) a (24a, b) pro jednotlivé typy deformovaných průřezů příze [11]. Z grafu plyne, že hodnoty poměrné šířky v závislosti na poměrné tloušťce se nacházejí v oblasti vytyčené křivkami. Pouze jedna hodnota se jeví jako odlehlá, což může být způsobeno nejen malým počtem vyhodnocovaných řezů, ale také nemožností určení pozice řezu vzhledem k vazné vlně. Tím se rozumí poloha v níž došlo k protnutí tkaniny řeznou rovinou, protože deformace je největší v místě kontaktu, směrem k místu flotáže klesá a opět se zvyšuje. Na velikost deformace má nezanedbatelný vliv, zda byl řez proveden opravdu kolmo na všechny protnuté příze a zda nedošlo při přípravě preparátu k posunu přízí ležících podél řezné roviny, což by mohlo výsledky výrazně ovlivnit. Dalším možným faktorem je dosti nízká dostava, která umožňuje pohyb nití ve vazných bodech a přiblížení přízí. Může se projevit i vliv nestejnoměrnosti příze, který způsobí nižší tlak ve vazném bodě a tudíž i nižší deformaci. Polohu bodů v grafu na obr. č. 26 značně ovlivňuje typ použitého průměru příze pro výpočet deformačních charakteristik. V tomto případě byly použity hodnoty průměru příze zjišťované pomocí metodiky chlupatost Lucia TUL. 1.10.2 Vyhodnocení změny zaplnění ve vazném bodě příze

V tabulce č. 13 jsou uvedeny hodnoty zaplnění přízí ve vazném bodě tkaniny zjišťované výpočtem s využitím vztahů (25) a (26) pro jednotlivé typy předpokládaných průřezů po deformaci a hodnoty zaplnění volné příze. V grafu na obr. č. 27 a 28 jsou uvedeny průběhy zaplnění příze zjišťované pomocí přímé metody IN 22-103-01/01. Jsou srovnány průběhy zaplnění volné příze se změnou průběhu zaplnění příze ve vazném bodě tkaniny. Změny zaplnění nebyly hodnoceny pro osnovní příze z důvodu nemožnosti odhadu zaplnění skané příze před deformací. Hodnoceny byly pouze změny zaplnění týkající se útkových přízí.


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa typ příze jemnost příze [tex] kemp µz [-] režná kemp µz [-] upravená elipsa µz [-] režná elipsa µz [-] upravená čočka µz [-] režná čočka µz [-] upravená µp[-] volná příze

Novaspin 24 0,426021 (0,39; 0,46) 0,408439 (0,38; 0,43) 0,465481 (0,43; 0,5) 0,478722 (0,45; 0,51) 0,513156 (0,48; 0,55) 0,551329 (0,52; 0,58) 0,42

Prstencová 24 0,475898 (0,44; 0,5) 0,47599 (0,44; 0,51) 0,517693 (0,49; 0,55) 0,560593 (0,53; 0,6 0,569003 (0,54; 0,6) 0,647167 (0,61; 0,69) 0,4

Rotorová 24 není 0,426021 (0,39; 0,46) není 0,465481 (0,43; 0,5) není 0,513156 (0,48; 0,55) 0,34

0,8

0,7 0,65

0,6

0,6 0,55 0,5

µ z [-]

µ [-]

Tabulka 13: Hodnoty deformačních charakteristik přízí ve vazném bodě tkaniny

0,4 0,2

0,45 0,4

0

0,35 0,3

0

0,05

ba celkové ln tkaniny

0,1 0,15 polom ěr [m m ] ln ba tkaniny celkové tkaniny

Obr. 27: Srovnání průběhů zaplnění

0,2

příze, kem p, elipsa, čočka P režná N upravená Bd volná příze

N režná Bd upravená N volná příze

P upravená P volná příze

Obr. 28: Zaplnění zdeformované příze ve vazném bodě tkaniny

V grafu na obr. č. 27 jsou uvedeny průběhy zaplnění jednotlivých komponent a zaplnění celkové pro směsovou přízi. Porovnány jsou mezi sebou průběhy zaplnění volné příze a příze zatkané do tkaniny v režném relaxovaném stavu. Průběh zaplnění volné příze byl zjišťován ze třiceti řezů, ale průběh zaplnění příze ve vazném bodě tkaniny pouze z dvaceti řezů. Z grafu je vidět, že došlo ke zvýšení průběhu zaplnění příze ve vazném bodě tkaniny, ale velikost této změny není statisticky významná, protože konfidenční intervaly se v některých případech překrývají. Dále je vidět, že došlo k poklesu zaplnění lnu v centru příze ve vazném bodě, což může být způsobeno malým počtem vyhodnocovaných řezů, ale také horší možností rozlišení typu vlákna v řezu. Kvalita příčných řezů tkanin pro vyhodnocení průběhu zaplnění ve vazném bodě tkaniny je velice důležitá. Dále zde může být významným faktorem subjektivní označení a subjektivní rozlišení vlákenných řezů v přízi. Dále je nutné uvést, že zaplnění příze ve tkanině bylo v tomto případě zjišťováno jako radiální. Přikládány byla radiální mezikruží, která jsou souměrná. V místě kontaktu přízí ve vazném bodě je však změna zaplnění patrnější a bylo by vhodné provést hodnocení zaplnění pomocí izodenz [11]. V současné době je připravováno makro k vyhodnocení zaplnění touto metodou. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 32

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa V grafu na obr. č. 28 jsou uvedeny hodnoty odhadu zaplnění zdeformované příze pro jednotlivé typy útkových přízí a tři typy modelů zdeformovaného průřezu. Zaplnění bylo vypočteno pomocí vztahu pro model kemp, elipsa a čočka. Pro názornost jsou uvedeny i hodnoty zaplnění volné příze před zatkáním do tkaniny. Je vidět, že hodnoty zaplnění zdeformované příze pro jednotlivé typy útkových přízí jsou si velice blízké a rozdíly jsou mezi nimi statisticky nevýznamné. Při porovnání hodnot pro jednotlivé typy modelů a jednotlivé typy přízí ve tkanině je patrné, že záleží na typu použitého modelu. Zaplnění zdeformované příze roste v závislosti na použitém modelu deformovaného průřezu. V tomto případě lze říci, že rozdíly nejsou statisticky významné, protože i zde se konfidenční intervaly překrývají. Ze zkušeností lze říci, že Kempův průřez je vhodný pro příze použité ve tkaninách s nízkou dostavou v režném stavu. Pokud je tkanina vystavena namáhání při úpravách, jeví se jako vhodnější typ modelu pro popis deformovaného průřezu příze elipsa. Pro příze málo kroucené, příze použité v kompozitních materiálech lisovaných za vysokého tlaku, nebo multifilové hedvábí, je vhodné pro aproximaci průřezu deformované příze použít tvar čočky. Dosud není možno přesně rozhodnout, který typ průřezu zdeformované příze je nejvhodnější pro popis vlastností tkanin souvisejících s průměrem příze. Předmětem dalšího zkoumání je změna vybraných vlastností tkanin související se změnou průřezu příze. Cílem je stanovit citlivost výpočtu nebo měření dané vlastnosti při různých vstupních parametrech příze souvisejících s typem modelu pro deformovaný průřez příze. 1.11 Hodnocení specifických charakteristik tkanin

Pro hodnocení specifických charakteristik tkanin byl použit speciální soubor přístrojů KES. Tento soubor čtyř přístrojů slouží k objektivnímu hodnocení omaku. Omak je jedna ze psycho-fyzikálních vlastností textilií, která souvisí s mechanicko-fyzikálními vlastnostmi a mentálním vnímáním spotřebitele. Pro hodnocení omaku je měřeno 15 charakteristik rozdělených do pěti skupin. Jsou zjišťovány tahové, ohybové, smykové, objemové a povrchové charakteristiky spolu s plošnou hmotností zkoumané tkaniny. Pro přehlednost jsou v tabulce č. 14 uvedeny jednotlivé hodnocené charakteristiky spolu se zařazením do jednotlivých skupin. Přesná definice jednotlivých charakteristik je uvedena v [14], [15].


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Tahové Ohybové Smykové

Objemové Povrchové

Další

Linearita (tahové charakteristiky) Deformační energie Pružnost Tuhost v ohybu na jednotku délky Moment hystereze na jednotku délky Tuhost ve smyku Hystereze při úhlu smyku φ=0,5 pro tuhost ve smyku Hystereze při úhlu smyku φ=5 pro tuhost ve smyku Linearita (objemové charakteristiky) Energie potřebná ke stlačení Pružnost Koeficient tření Průměrná odchylka MIU Geometrická drsnost Plošná hmotnost Tloušťka

LT WT RT B 2HB G 2HG

[-] [gf cm/cm2] [%] [gf cm /cm2] [gf m /cm] [gf /°cm] [gf cm]

2HG5

[gf cm]

LC WC RC MIU MMD SMD W T*

[-] [gf cm/cm2] [%] [-] [-] [µm] [g/10cm2] [mm]

Tabulka 14: Měřené charakteristiky Namáhání vzorků tkanin je v oblasti odpovídající běžnému nošení. Vyhodnocení spočívá v zařazení tkaniny podle typu použití do určité škály, čímž je možno získat specifické konstanty pro výpočet hodnoty objektivního omaku THV. Podle velikosti této hodnoty je poté možno tkaninu zařadit do škály (např. 5-ti bodové: velmi špatné, podprůměrné, dobré, velmi dobré) a dále srovnávat omak této tkaniny s dalšími textiliemi obdobného použití. Způsobů výpočtu a typů škál existuje několik, bližší popis hodnocení omaku je uveden v [14], [15]. Byly stanoveny specifické charakteristiky jednotlivých typů tkanin a ty byly mezi sebou porovnány. Srovnány byly charakteristiky ve směru osnovy a ve směru útku a to pro režné a upravené tkaniny. Pro každý typ tkaniny bylo vyhodnocováno pět vzorků. Zkoumané textilie byly vypředeny ve zkušebním provedení, nebylo možno zařadit tyto tkaniny do škály podle účelu použití, proto byly tkaniny zařazeny do vyhodnocovací kategorie dle plošné hmotnosti. Použity byly tyto typy kategorií: dámské zimní a letní oděvy a dámský zimní kostým. Pro jednotlivé kategorie byly vyhodnoceny hodnoty THV. V tabulce č. 15 až 19 a grafu na obr. č. 29 a 30 jsou uvedeny jednotlivé experimentální výsledky zjišťovaných charakteristik pro osnovu a útek. V grafech jsou uvedeny relativní odchylky od zvolené tkaniny, v tomto případě je za srovnávací tkaninu zvolena režná tkanina s útkovou prstencovou přízí. Je nutno zdůraznit, že osnova všech typů tkanin byla shodná a to skaná příze 2x10 tex vyrobená ze 100% ba. V grafu na obr. č. 31 jsou uvedeny jednotlivé hodnoty THV pro zkoumané tkaniny a jednotlivé kategorie.


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa osnova

Bd upravená P upravená P režná N upravená N režná

Tahové charakteristiky RT WT [%] [gf cm/cm2]

LT [-]

Ohybové charakteristiky B x10-4 2HB x10-2 2 [gf cm /cm ] [gf cm /cm]

56,41 (54,95;57,87) 56,81 (55,2;58,41) 59,51 (59,39;63,63) 58,56 (38,5;59,04) 58,97 (54,96;62,97)

0,54 (0,54;0,55) 0,55 (0,53;0,56) 0,67 (0,6;0,74) 0,57 (0,56;0,64) 0,71 (0,69;0,73)

0,049 (0,045;0,053) 0,052 (0,048;0,054) 0,044 (0,04;0,047) 0,048 (0,045;0,049) 0,044 (0,041;0,047)

7,28 (6,81;7,76) 7,87 (7,45;8,28) 7,78 (7,24;8,32) 7,58 (8,23;17,42) 7,7 (6,02;9,36)

0,029 (0,024;0,034) 0,032 (0,028;0,036) 0,052 (0,033;0,037) 0,031 (0,024;0,037) 0,046 (0,048;0,053)

Tabulka 15: Specifické charakteristiky tkanin ze směsových přízí útek

Tahové charakteristiky RT WT [%] [gf cm/cm2]


44,19 (40,63;47,73) 48,77 (38,49;59,04) 60,75 (57,03;64,46) 47,44 (56,65;60,45) 57,32 (51,78;62,87)

13,27 (11,95;14,59) 12,828 (8,23;17,42) 5,85 (5,2;6,51) 14,46 (7,14;8,03) 5,59 (4,46;6,71)

Ohybové charakteristiky B x10-4 2HB x10-2 2 [gf cm /cm ] [gf cm /cm]

LT [-] 0,61 (0,60;0,61) 0,6 (0,56;0,64) 0,77 (0,75;0,78) 0,63 (0,56;0,57) 0,80 (0,75;0,85)

0,052 (0,048;0,053) 0,06 (0,054;0,066) 0,075 (0,067;0,082) 0,056 (0,051;0,061) 0,099 (0,087;0,11)

0,030 (0,022;0,033) 0,032 (0,025;0,038) 0,065 (0,048;0,081) 0,029 (0,026;0,032) 0,092 (0,06;0,12)

Tabulka 16: Specifické charakteristiky tkanin ze směsových přízí osnova

Smykové charakteristiky G 2HG [gf cm] [gf /°cm]


0,37 (0,36;0,39) 0,4 (0,56;0,8) 0,67 (0,56;0,78) 0,4 (0,38;0,43) 0,71 (0,57;0,85)

0,49 (0,35;0,63) 0,64 (0,84;1,87) 1,35 (0,84;1,87) 0,64 (0,56;0,71) 1,54 (1;2,07)

G [gf /°cm]

Povrchové charakteristiky MIU MMD [-] [-]

0,98 (0,81;1,14) 1,07 (0,95;2,68) 1,82 (0,95;2,68) 1,07 (0,71;1,44) 2,03 (1,04;3)

0,16 (0,15;0,16) 0,16 (0,15;0,17) 0,18 (0,17;0,18) 0,16 (0,15;0,16) 0,17 (0,17;0,18)

0,041 (0,27;0,055) 0,034 (0,007;0,061) 0,051 (0,04;0,062) 0,041 (0,027;0,055) 0,058 (0,044;0,072)

SMD [µm] 6,95 (6,28;7,62) 6,32 (3,21;9,43) 9,2 (7,5;10,9) 6,96 (6,28;7,62) 9,79 (6,87;12,7)

Tabulka 17: Specifické charakteristiky tkanin ze směsových přízí


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa útek

Smykové charakteristiky G 2HG [gf /°cm] [gf cm]


0,36 (0,34;0,39) 0,41 (0,38;0,46) 0,64 (0,56;0,73) 0,41 (0,36;0,46) 0,66 (0,52;0,79)

0,54 (0,45;0,63) 0,65 (0,55;0,78) 1,2 (0,95;1,45) 0,65 (0,54;0,76) 1,34 (0,86;1,81)

2HG5 [gf cm]

Povrchové charakteristiky MIU MMD [-] [-]

0,96 (0,7;0,19) 1,03 (0,8;1,42) 1,61 (1,05;2,26) 1,03 (0,71;0,36) 1,82 (0,91;2,84)

0,16 (0,15;0,16) 0,15 (0,14;0,15) 0,18 (0,17;0,18) 0,15 (0,15;0,16) 0,18 (0,17;0,19)

SMD [µm]

0,043 (0,033;0,053) 0,018 (0,013;0,021) 0,052 (0,024;0,066) 0,018 (0,014;0,023) 0,032 (0,024;0,04)

7,35 (5,68;9,03) 5,38 (2,66;7,51) 7,99 (3,78;12,19) 5,38 (4,69;6,07) 7,67 (5,25;9,74)

Tabulka 18: Specifické charakteristiky tkanin ze směsových přízí tkanina

Objemové charakteristiky LC WC [-] [gf cm/cm2]

Bd upravená

0,27 (0,25;0,3) 0,26 (0,24;0,29) 0,27 (0,25;0,29) 0,27 (0,24;0,29) 0,3 (0,27;0,33)

P upravená P režná N upravená N režná

0,15 (0,14;0,17) 0,174 (0,15;0,2) 0,298 (0,22;0,37) 0,188 (0,14;0,23) 0,28 (0,21;0,35)

RC [%] 54,26 (50,76;57,78) 52,04 (47,21;56,87) 41,83 (40,56;43,11) 49,72 (41,99;57,44) 47,89 (41,89;53,89)

Tabulka 19: Specifické charakteristiky tkanin ze směsových přízí

RC

Osnova RT 1,5 1

WC

Útek RT WT

RC LT

0,5

LC

LT

1,5 1

G

LC

G

0,5 0

SMD

2HG

MMD

SMD

MIU

2HG

MMD

2HG5

2HG5 MIU

B x10-4

Pr

B x10-4 2HB x10-2

2HB x10-2 Pu

WT

2

WC

0

Bdu

2,5

Nu

Nr

Obr. 29: Charakteristiky tkanin pro osnovu

Bdu

Pu

Pr

Nu

Nr

Obr. 30: Charakteristiky tkanin pro útek


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa V grafech na obr. č. 29 a 30 jsou uvedeny jednotlivé relativní odchylky zjišťovaných charakteristik ve směru osnovy a útku. Při porovnání charakteristik v grafu na obr. č. 29 je vidět, že v režném stavu se hodnoty tkanin typu N a P shodují, stejně je tomu i případě upravených tkanin. Lze tedy říci, že typ příze v útku při měření jednotlivých typů tkanin ve směru osnovy nemá velký vliv na získané výsledky jednotlivých parametrů. Objevují se zde sice odchylky, ale konfidenční intervaly jednotlivých charakteristik se překrývají a rozdíly mezi hodnotami jednotlivých parametrů jsou statisticky nevýznamné. Při srovnání charakteristik v grafu na obr. č. 30 pro jednotlivé typy tkanin hodnocených ve směru útku je možno říci, že v režném stavu si hodnoty jednotlivých charakteristik tkanin typu N a P odpovídají a odchylky je opět možno považovat za statisticky nevýznamné. Při srovnání charakteristik zjišťovaných ve směru útku pro upravené typy tkanin je vidět, že hodnoty sledovaných charakteristik pro tkaniny typu N a BD si odpovídají, ale tkanina typu P se jeví jako odlišná ve většině parametrů. Lze říci, že vlivem úpravy tkaniny typu P došlo ke snížení většiny zjišťovaných charakteristik vzhledem k hodnotám příslušejících režnému stavu této tkaniny. Bylo provedeno pouze pět měření pro každý typ tkaniny a bylo by vhodné měření zopakovat a případně rozšířit, aby bylo možné tyto závěry potvrdit. Při porovnání charakteristik jednotlivých tkanin před a po úpravě v obou směrech lze říci, že ve všech případech se projevila změna ve velikosti parametrů. Pro některé parametry není změna statistiky významná, ale pro některé především pro charakteristiku WT (150%) ve směru útku došlo po úpravě k výraznému nárůstu vzhledem ke zvolenému typu tkaniny s útkovou prstencovou přízí. Naopak charakteristiky WC, 2HB, 2HG, G (50%) ve směru osnovy a útku a navíc charakteristika MMD (50%) pro směr útku vykazují po úpravě výrazný pokles vzhledem ke zvolenému typu tkaniny s útkovou prstencovou přízí. Ostatní rozdíly mezi hodnotami parametrů se pohybují zhruba mezi 0% do 30%. Tkanina typu P v upravené formě se projevuje odlišným způsobem vzhledem ke tkaninám typu Bd a N. Každý vzorek byl proměřen pětkrát, byly odhadnuty střední hodnoty jako aritmetický průměr z jednotlivých měření pro každou tkaninu. Následně byla určena hodnota THV pro průměrné experimentálně zjištěné charakteristiky dané tkaniny. Hodnoty THV jsou pro jednotlivé kategorie uvedeny v tabulce č. 20. V grafu č. 31 jsou uvedeny jednotlivé hodnoty THV pro jednotlivé tkaniny a typ kategorie, do níž byla tkanina zařazena. kategorie

Pu Pr Nu Nr BDu

dámské zimní oděvy

dámské letní oděvy

dámský zimní kostým

4,85 4,33 4,83 4,13 4,86

0,37 0,43 0,6 0,51 0,79

2,68 2,42 2,7 2,33 2,69

Tabulka 20: Hodnoty THV pro jednotlivé typy tkanin ze směsových přízí a jednotlivé kategorie


Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa THV 6 5

Pu

THV

4

Pr

3

Nu

2

Nr

1

BDu

0 dámské zimní oděvy dámské letní oděvy


kategorie

Obr. 31.: Hodnoty omaku pro jednotlivé typy tkanin Hodnoty THV zkoumaných tkanin pro jednotlivé kategorie jsou si velice blízké. Lze tedy říci, že omak těchto tkanin v tomto případě nezávisí na technologii výroby útkové příze. 1.12 Srovnání specifických vlastností tkanin ze směsových přízí se souborem tkanin ze 100% bavlny

V této kapitole jsou uvedeny výsledky srovnání vlastností tkanin vyrobených ze směsových přízí a přízí ze 100% bavlny. V současné době jsou k dispozici výsledky analýzy souboru bavlněných přízí a tkanin uvedené v [10]. Srovnávány byly specifické charakteristiky a hodnoty THV tkanin zjišťované pomocí souboru speciálních přístrojů KES. Specifické charakteristiky jednotlivých tkanin nebylo možno porovnat klasickým způsobem s využitím paprskových grafů, protože hodnoty jednotlivých charakteristik tkanin ze směsových přízí a tkanin z přízí ze 100% bavlny jsou dosti odlišné a grafy by v této podobě mohly být nepřehledné. Pro porovnání jednotlivých vlastností bylo použito speciální zobrazení vícerozměrných dat. Jedná se o projekci vícerozměrných dat do plochy, kde jednotlivé objekty představují jednotlivé vlastnosti a linie odpovídají jednotlivým typům tkanin. Blízkost bodů lze interpretovat jako blízkost vlastností a z blízkosti jednotlivých linii lze vyvozovat podobnost chování jednotlivých tkanin. Porovnávány byly specifické vlastnosti tahové, ohybové, smykové, objemové a povrchové. Body reprezentující vlastnosti jsou očíslovány dle tab. č. 14 a paprsky odpovídají jednotlivým typům tkanin. Některé vlastnosti jsou si velice blízké a proto jsou zobrazeny pouze jako body, protože čísla by byla v tomto případě nečitelná. V tabulce č. 21 až 25 v příloze č. 2 jsou uvedeny specifické charakteristiky tkanin pro soubor srovnávacích bavlněných tkanin. Hodnoty jednotlivých charakteristik jsou uvedeny bez konfidenčních intervalů, protože tento soubor tkanin byl na souboru přístrojů KES proměřován pouze jednou. Vlastnosti souboru směsových tkanin a souboru bavlněných tkanin je možno hodnotit z několika hledisek. Srovnání vlastností tkanin je možno provést z pohledu materiálu použitého na výrobu přízí, technologie výroby příze použitých na výrobu tkanin, jemnosti použitých přízí, směru zjišťované vlastnosti (osnova, útek) a také z pohledu úpravy tkaniny. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 38

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa V příloze č. 2 jsou dále uvedeny výsledky grafického srovnání vícerozměrných dat pro jednotlivé vlastnosti tkanin vyrobených ze směsových přízí a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o třech různých jemnostech. Nejprve budou uvedeny výsledky srovnání vlastností tkanin zjišťovaných ve směru osnovy a poté výsledky srovnání vlastností tkanin zjišťovaných ve směru útku. Souvislosti mezi vlastnostmi směsových tkanin a tkanin bavlněných ze srovnávacího souboru hodnocených ve směru osnovy vyplývají z grafu na obr. č. 32 až 34 v příloze č. 2. Souvislosti mezi vlastnostmi směsových tkanin a tkanin bavlněných ze srovnávacího souboru hodnocených ve směru útku vyplývají z grafu na obr. č. 35 až 37 v příloze č. 2. Z grafu na obr. č. 32 vyplývá, že vlastnosti tkanin typu Nr10 a Pr10, Nu10 a Pu10 zjišťované ve směru osnovy jsou silně korelované. Za silně korelované lze považovat i vlastnosti směsových tkanin typu Nr, Pr, Nu, Pu, BDu zjišťované ve směru osnovy. Silná závislost se projevuje jak z hlediska technologie výroby přízí, tak úpravy tkanin. Korelace mezi vlastnostmi směsových a bavlněných tkanin není vysoká. Toto může být způsobeno použitím odlišných jemností na výrobu tkanin. Z grafu na obr. č. 33 vyplývá, že vlastnosti tkanin typu Nr 20 a Pr 20, Nu 20, Pu 20 BDu zjišťované ve směru osnovy jsou korelované a tato korelace se projevuje v rámci technologie výroby i úpravy tkanin. Za silně korelované lze považovat vlastnosti směsových tkanin typu Nr, Pr, Nu, Pu, BDu zjišťované ve směru osnovy a tato korelace se projevuje v rámci technologie výroby i úpravy tkanin. Projevuje se zde i mírná korelace mezi vlastnostmi směsových a bavlněných tkanin a to především v režném stavu. Toto může být způsobeno použitou jemností přízí na výrobu směsových tkanin, protože pro tyto tkaniny byla jako osnovní příze použita 100% bavlněná skaná příze o jemnosti 2x10tex a směsová útková příze o jemnosti 24tex. Z grafu na obr. č. 34 vyplývá, že vlastnosti bavlněných režných tkanin typu Nr 29,5 a Pr 29,5 zjišťované po osnově jsou silně korelované. Vlastnosti tkaniny typu BDr 29,5 vzhledem k těmto tkaninám vykazují menší závislost. Silná korelace se projevuje i u upravených bavlněných tkanin typu Nu 29,5 a Pu 29,5. Zde je také snížená závislost těchto tkanin spolu s tkaninou BDu 29,5. Silná korelace se projevuje u vlastností směsových tkanin typu Nr, Pr, Nu, Pu, BDu a to v rámci technologie výroby útkové příze i úpravy tkanin. V tomto případě se projevuje i mírná korelace mezi vlastnostmi směsových a bavlněných tkanin a to především v upraveném stavu. Je patrné, že úpravou bavlněných tkanin došlo zřejmě k větší změně vlastností než u tkanin směsových, protože vlastnosti směsových přízí před a po úpravě jsou silně korelované. Z grafu na obr. č. 35 vyplývá, že vlastnosti bavlněných tkanin typu Nr 10, Pr10, Nu 10, Pu 10 ve směru útku jsou silně korelované z hlediska typu použité technologie na výrobu přízí i úpravy tkanin. Shodně lze říci, že vlastnosti směsových tkanin typu Nr, Pr, Nu, Pu, BDu ve směru útku jsou silně korelované z hlediska technologie výroby přízí i úpravy tkanin. Z hlediska materiálu použitého na výrobu přízí se korelace neobjevuje. Z grafu na obr. č. 36 vyplývá, že vlastnosti bavlněných tkanin typu Nr 20, Pr20 ve směru útku jsou silně korelované z hlediska technologie výroby přízí, shodně i vlastnosti tkanin typu Nu 20, Pu 20 jsou silně korelované z hlediska výroby přízí. Korelace mezi vlastnostmi těchto tkanin z hlediska úpravy se neprojevuje. Vlastnosti směsových tkanin typu Nr, Pr ve směru útku jsou silně korelované z hlediska technologie výroby přízí, vlastnosti tkanin typu Nu, Pu, BDu ve směru útku jsou silně korelované z hlediska technologie výroby přízí. V tomto případě se projevuje korelace i mezi vlastnostmi bavlněných a směsových tkanin z hlediska materiálu použitého na výrobu přízí a to v případě režných i upravených Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 39

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa tkanin. Souvislost mezi vlastnostmi bavlněných a směsových tkanin je v upraveném stavu nižší než u režných tkanin. Z grafu na obr. č. 37 vyplývá, že vlastnosti režných bavlněných tkanin typu Nr 29,5, Pr 29,5 ve směru útku jsou silně korelované z hlediska technologie výroby přízí, shodně i vlastnosti upravených tkanin typu Nu 10, Pu 10 jsou silně korelované z hlediska výroby přízí. Vlastnosti tkanin typu BD 29,5 se projevuje v režném stavu i upraveném stavu jistá odlišnost chování, ale lze říci, že i zde se projevuje slabá korelace. Vlastnosti směsových tkanin tkanin typu Nr, Pr, Nu, Pu, BDu jsou silně korelelované nejen z hlediska technologie výroby, ale i úpravy tkaniny. V tomto případě se projevuje také korelace mezi vlastnostmi bavlněných a směsových tkanin a to především u tkanin typu Nr, Pr, Nu, Pu, BDu a Nu 29,5, Pu 29,5, BDu 29,5 Hodnoty THV směsových tkanin byly porovnány s hodnotami THV souboru tkanin vyrobených ze 100% bavlny. Hodnoty THV souboru bavlněných tkanin v režném a upraveném stavu jsou uvedeny v tab. č. 26 v příloze č. 2. Grafické srovnání hodnot THV je uvedeno v grafech č. 34 až 36 v příloze č. 2. Hodnoty THV souboru směsových tkanin a souboru bavlněných tkanin je možno hodnotit z několika hledisek. Srovnání hodnot THV tkanin je možno provést z pohledu materiálu použitého na výrobu přízí, technologie výroby příze použitých na výrobu tkanin, jemnosti použitých přízí, kategorie, do níž byly tkaniny zařazeny a také z pohledu úpravy tkaniny. K dispozici jsou hodnoty THV pro jednotlivé typy tkanin bez konfidenčních intervalů, protože v případě bavlněných tkanin bylo provedeno pouze jedno měření na každém vzorku a v případě směsových tkanin byly jednotlivé specifické charakteristiky proměřovány pětkrát, ale pro vyhodnocení THV byly použity pouze aritmetické průměry těchto vlastností jako odhady střední hodnoty. Je možno konstatovat, že hodnoty THV jsou si velice blízké a to pro všechna hlediska porovnání.

Diskuse Tkaniny byly podrobeny rozsáhlé analýze vlastností. Zjišťovány byly nejen základní, ale i některé specifické vlastnosti tkanin pomocí speciálních přístrojů KES. Vlastnosti tkanin ze směsových přízí byly podrobeny srovnání se souborem tkanin ze 100% bavlněných přízí. Dále byla provedena radiální analýza tkanin a hodnocena změna zaplnění příze ve vazném bodě. Základní charakteristiky tkanin byly zjišťovány v režném a upraveném stavu. Výsledky této analýzy jsou částečně zpracovány a uvedeny v diplomové práci [16]. Cílem porovnání jednotlivých vlastností směsových tkanin mezi sebou bylo zjištění vlivu technologie výroby příze použité v útku tkaniny. Při srovnání vlastností tkanin před a po úpravě s ohledem na typ technologie výroby útkové příze lze říci, že rozdíly jsou minimální a potvrzují jíž známé tendence chování přízí vyrobených danou technologií. Z grafického srovnání vícerozměrných dat vyplývá, že vlastnosti tkanin s různými typy útkových přízí jsou silně korelované, ale velké rozdíly mezi vlastnostmi nejsou, přestože se konfidenční intervaly jednotlivých vlastností nepřekrývají. Z radiální analýzy vyplývá, že dochází k deformaci příze ve vazném bodě tkaniny a ke zvýšení zaplnění. Je nutné provést další měření nejen na režných, ale také upravených typech tkanin. Analýza byla prováděna subjektivní metodou a to pouze na 20-ti příčných řezech příslušných tkanin, proto nelze vyvozovat obecné závěry. Možnosti deformace přízí vlivem příčného namáhání nejen ve směru osnovy a útku je třeba podrobit důkladnější analýze. Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz 40

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Měření by dále mělo směřovat k prohloubení informací o velikosti deformace v závislosti na velikosti namáhání. Jsou plánovány experimenty s cílem získání představy o velikosti modulů deformace a velikosti vlivu namáhání ve směru osnovy a útku na změnu deformace příze ve vazném bodě. Nejprve musí být provedeno několik zkušebních měření, ověřen návrh metodiky pro vlastní měření a makra pro následné vyhodnocení. Z hodnocení specifických charakteristik pomocí souboru přístrojů KES lze vyvodit tyto závěry: Je možno říci, že hodnoty jednotlivých charakteristik zkoumaných tkanin se v režném i upraveném stavu shodují, nedošlo k zjištění odlišností chování jednotlivých tkanin v souvislosti s typem použité útkové příze při hodnocení vlastností ve směru osnovy, která byla pro všechny typy tkanin identická. Odlišnosti se objevili pouze při hodnocení vlastností ve směru útku, došlo k výraznému poklesu sledovaných charakteristik u tkaniny s prstencovou útkovou přízí, ale tkaniny typu BD a N se v hodnotách jednotlivých charakteristik shodují a odchylky jsou statisticky nevýznamné. Bylo by třeba rozšířit počet měření a doplnit informace pro opakovaná měření. Dále bylo zjištěno, že rozdíly mezi jednotlivými charakteristikami se pohybují od 0% do 150% dle typu posuzovaného parametru, což souvisí s charakterem jednotlivých vlastností. Omak těchto tkanin je možno považovat za shodný, protože hodnoty THV pro jednotlivé typy tkanin jsou téměř shodné. Zjišťován byl pouze objektivní omak tkanin, který odlišnosti jednotlivých vlastností tkanin, které by souvisely s technologií výroby útkové příze nedetekuje. Zajímavé by bylo srovnání výsledků objektivního a subjektivního omaku. Měření subjektivního omaku provedeno nebylo, protože tyto tkaniny byly vyrobeny jako zkušební vzorek bez přesně stanoveného účelu použití, což je pro hodnotitele subjektivního omaku důležitý parametr. Bylo provedeno srovnání vlastností tkanin vyrobených ze směsových přízí se souborem tkanin vyrobených ze 100% bavlny. V první části je provedeno srovnání základních vlastností nejen bavlněné suroviny, ale také srovnání základních vlastností přízí pro oba soubory tkanin. Z této analýzy vyplývá, že vlastnosti bavlněných přízí jsou ve většině případů odlišné. Výsledky srovnání specifických vlastností bavlněných a směsových tkanin z několika hledisek ukazují, že specifické charakteristiky bavlněných tkanin jsou více či méně odlišné, ale hodnoty THV jsou srovnatelné. Z grafické analýzy vícerozměrných dat vyplývá, že specifické vlastnosti bavlněných tkanin jsou korelované se specifickými vlastnostmi směsových tkanin. Velikost a sílu závislosti patrně ovlivňují různé parametry srovnávaných tkanin (např. jemnost příze a dostava tkaniny). Dále je nutné uvést, že čistě bavlněné tkaniny nebyly vyrobeny z přízí v odpovídající jemnosti jako příze použité na výrobu tkanin směsových. Jako osnovní příze pro směsové tkaniny byly použity příze skané, což může být jedním z důvodů, proč se projevily vyšší korelace specifických vlastností ve směru útku než ve směru osnovy.



Závěr Cílem práce bylo provést analýzu vlastností směsových přízí vyrobených různou technologií a porovnat jejich vlastnosti s ohledem na způsob výroby. Zjistit do jaké míry se projeví vlastnosti směsových přízí ve vlastnostech tkanin z nich vyrobených. Zjistit zda je možné vyrobit tkaninu s využitím kotonizovaného lnu s obdobnými vlastnostmi jako tkaninu bavlněnou. Práce je rozdělena do dvou na sebe navazujících částí. V části 1 jsou uvedeny výsledky porovnání vlastností vlákenného materiálu a směsových přízí s ohledem na technologii výroby. V této části jsou uvedeny také výsledky srovnání vlastností směsových přízí s přízemi bavlněnými. Z analýzy vyplynulo, že je možné novou experimnetální technologií vyrobit směsovou přízi s obdobnými vlastnostmi, jaké mají směsové příze vyrobené prstencovou nebo bezvřetenovou technologií. Nový způsob výroby je v mnoha ohledech výhodnější, protože je možno použít vyšší rychlosti dopřádání. Při zvýšených rychlostech je možno vyrábět směsovou přízi z kotonizovaného lnu, který je klasickými způsoby dopřádání hůře zpracovatelný. Bavlněné příze mají vyšší kvalitu, ale jejich výroba je nákladnější. V porovnání s čistě bavlněnými přízemi mají směsové příze některé vlastnosti odlišné. Pro určité účely použití mohou být vlastnosti směsových přízí dostačující. Zajímavé by bylo porovnat vlastnosti směsových přízí a přízí ze 100% bavlny se shodnou jemností. V tomto případě čistě bavlněné příze ve srovnatelné jemnosti nebyly k dispozici. V části 2 jsou uvedeny výsledky analýzy základních a specifických vlastností směsových tkanin před a po úpravě z hlediska technologie výroby útkové příze. Výsledky radiální analýzy tkanin v souvislosti se změnou zaplnění příze ve vazném bodě před a po úpravě tkaniny. Dále jsou uvedeny výsledky srovnání vlastností tkanin ze směsy bavlny a lnu s čistě bavlněnými tkaninami. Srovnávány jsou nejen základní a specifické charakteristiky tkanin, ale i hodnoty THV jednotlivých typů tkanin. Z uvedených výsledků vyplývá, že technologie výroby útkové směsové příze nemá velký vliv na zjišťované parametry směsových tkanin. V tomto případě se více uplatňuje vliv úpravy tkaniny. Z grafického porovnání vícerozměrných dat plyne, že vlastnosti režných směsových tkanin s útkovou prstencovou přízí a přízí Novaspin jsou srovnatelné. Vlastnosti upravených směsových tkanin s útkovou prstencovou přízí, rotorovou přízí a přízí Novaspin lze také považovat za srovnatelné. Vlastnosti tkanin jsou porovnány také z hlediska použitého materiálu, směsové a bavlněné tkaniny vykazují jisté odlišnosti ve vlastnostech. Rozdíly ve vlastnostech tkanin mohou však do jisté míry souviset s jemností příze použité na výrobu tkanin. V tomto případě nebyly k dispozici bavlněné příze a tkaniny ve srovnatelné jemnosti jako směsové příze a tkaniny. Na základě grafického srovnání specifických vlastností tkanin je možno konstatovat, že směsové tkaniny vyrobené z bavlny a kotonizovaného lnu mají srovnatelné vlastnosti jako tkaniny bavlněné. Výroba tkanin z levnějších směsových přízí může být pro určité účely použití dostačující ve vlastnostech i ceně.



Literatura: [1] Neckář, B. Ibrahim S.: Strength and extension of blended parallel fiber bundles with respect to fiber elongation variability, Arch Tex’2003, Lodz, Poland. [2] Kremenakova, D., Militky, J., Antonov, V.: Bundling tendency of pretreated flax fibers. International Flax Conference Cairo 2003. [3] Křemenáková, D., Militký, J.: Mixing Quality Evaluation in Cotton Type Blended Yarn. World Cotton Research Conference – 3. Cape town 2003. South Africa March 2003. Book of abstract. p. 50 [4] Cox, D.R.: Some statistical Aspect of Mixing and Blending, J.Text. Inst.48, T 113 (1953) [5] Coplan, M.J., Klein, W.G.: A Study of Blended Woolen Structures, Part V. Methods of Within-Section Blend Analysis, Textile Research Journal, December 19, 1958 [6] Křemenáková, D., Neckář, B., Roček V.: Rozdělení vlákenných svazků ve směsové přízi,, STRUTEX 97, str.217 [7] Mood, A.M.: The distribution theory of runs, Annals of Mathematical Statistics t.11,368,1940 [8] Wald, A., Wolfowitz, J.: Annals, Math.Stat. 11,147 (1940). [9] Neckář, B., Voborová, J.: A new Approach for Determination of Yarn hairiness. 3d Autex conference, Necessary Condition for Development of Civilization, June 2003 Gdansk, Poland. [10] Křemenáková, D., Viková, M.: Hodnocení struktury a vlastností plošných textilií s ohledem na vliv technologie výroby příze. Průběžná studie VC Textil 2002. [11] Neckář, B.: Příze. Tvorba, struktura, vlastnosti. ISBN 80-03-00213-3 SNTL Praha 1990. [12] Krupincová, G: Stlačování příze mezi rovnoběžnými deskami. Diplomová práce Katedra textilních struktur TUL Liberec 2003. [13] Drašarová, J.: Interní studijní materiál. Liberec 2002. [14] Nováčková, J.: Hodnocení omaku textilií. Průběžná zpráva VCT. Liberec 2004. [15] Militký, J.: Technické textilie. Vybrané kapitoly. Sekce B, textilní materiály a konstrukce textilních výrobků. Liberec 2002. [16] Cihlářová, L.: Projev vlastností přízí ve tkaninách. Diplomová práce. Katedra textilních struktur a katedra mechanických technologií. Liberec 2004. [17] Kolektiv autorů: Interní normy. Výzkumné centrum Textil. Liberec 2003.


Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa

Příloha č. 1

Parametry vláken a přízí srovnávacího souboru

Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz

1


délka [mm] jemnost [tex] pevnost [Ntex-1] tažnost [%]

Prstencová Novaspin Prstencová Novaspin Rotorová (P) (N) (P) (N) (Bd) 10 tex 10 tex 20 tex 20 tex 20 tex 29,9 29,9 24,96 24,96 24,96 (28,9;30,8) (28,9;30,8) (24,0;26,0) (24,0;26,0) (24,0;26,0) 0,148 0,148 0,196 0,196 0,196 (0,143;0,153) (0,143;0,153) (0,190;0,202) (0,190;0,202) (0,190;0,202) 0,338 0,338 0,189 0,189 0,189 7,6 7,6 7,7 7,7 7,7

Tabulka č. 6.: Základní charakteristiky vláken pro příze 10tex a 20tex

délka [mm] jemnost [tex] pevnost [Ntex-1] tažnost [%]

Prstencová Novaspin Rotorová (P) (N) (BD) 29,5 tex 29,5 tex 29,5 tex 25,1 25,1 25,1 (24,1;26,1) (24,1;26,1) (24,1;26,1) 0,183 0,183 0,183 (0,177;0,189) (0,177;0,189) (0,177;0,189) 0,197 0,197 0,197 7,9 7,9 7,9

Tabulka č. 7.: Základní charakteristiky vláken pro příze jemnosti 29,5tex

jemnost [tex] zákrut [m-1] počet vláken v příčném řezu [-] efekt. průměr – přímá m.[mm] efekt. zaplnění [-] chlupatost Lucia [-] chlupatost Uster [-], měření 1/2 pevnost [N/tex] tažnost [%]

Prstencová Novaspin Prstencová Novaspin Rotorová (P) (N) (P) (N) (Bd) 10 tex 10 tex 20 tex 20 tex 20 tex 9,88 9,43 19,42 20,1 19,82 1189 981 889 802 888 (1176;1202) (972;991) (881;896) (796;808) nelze měřit 82 53 134 138 134 (79;85) (47;60) (128;140) (133;143) (126;142) 0,121 0,117 0,176 0,178 0,179 (0,117;0,126) (0,113;0,121) (0,162;0,190) (0,167;0,189) (0,163;0,194) 0,483 0,509 0,434 0,406 0,428 (0,464;0,502) (0,492;0,527) (0,411;0,457) (0,388;0,424) (0,406;0,450) 0,015 0,018 0,023 0,192 0,212 3,7 4,16 5,47 7,01 4,12 0,212 0,199 0,162 0,149 0,110 (0,206;0,218) (0,194;0,205) (0,159;0,166) (0,145;0,153) (0,107;0,113) 4,38 4,33 5,81 5,63 5,08 (4,26;4,51) (4,23;4,44) (4,66;5,96) (5,5;5,76) (4,94;5,22)

Tabulka č. 8.: Základní charakteristiky přízí o jemnosti 10tex a 20tex


2


jemnost [tex] zákrut [m-1] počet vláken v příčném řezu [-] efekt. průměr – přímá m.[mm] efekt. zaplnění [-] chlupatost Lucia [-] chlupatost Uster [-], měření 1/2 pevnost [N/tex] tažnost [%]

Prstencová Novaspin Rotorová (P) (N) (BD) 29,5 tex 29,5 tex 29,5 tex 28,46 29,42 29,48 658 652 681 (653;663) (648;657) 183 207 186 (174;192) (197;218) (178;194) 0,216 0,218 0,227 (0,199;0,234) (0,201;0,235) (0,216;0,238) 0,409 0,411 0,402 (0,393;0,424) (0,392;0,431) (0,385;0,419) 0,028 0,021 0,042 7 9,07 4,91 0,151 0,148 0,110 (0,146;0,155) (0,146;0,151) (0,107;0,113) 5,99 6,18 5,99 (5,87;6,11) (6,08;6,29) (5,87;6,11)

Tabulka č. 9.: Základní parametry přízí o jemnosti 29,5tex

l ba 2 1,5 1 0,5

tažnost ba

t ba

0

pevnost ba Rotorová Novaspin P20, N20,BD 20

Prstencová P10, N10 P29,5, N29,5, BD29,5

Obr. č. 13: Souhrnný graf vlastností vláken směsových přízí o jemnosti 24tex a vláken pro příze ze srovnávacího


3


T

T 2

tažnost

tažnost

Z

1,6 1,2

pevnost

1,2

Z

0,8

pevnost

n ba

0,8

1,6

n ba

0,4

0,4 0

h Uster

n ln

h Lucia zaplnění Rotorová Novaspin N10

0

h Uster

n ln

h Lucia

n

zaplnění

d ef

Rotorová Novaspin P20

Prstencová P10

n d ef Prstencová BD20 N20

Obr. 15: Souhrnný graf vlastností směsových pří jemnosti 24tex a přízí ze srovnávacího souboru jemnosti 20tex

Obr. 14: Souhrnný graf vlastností směsových přízí o jemnosti 24tex a přízí ze srovnávacího souboru o jemnosti 10tex

T tažnost pevnost

2,4 1,8

Z n ba

1,2 0,6 0

h Uster

n ln

h Lucia zaplnění Rotorová Novaspin P29,5

n d ef Prstencová BD29,5 N29,5

Obr. 16: Souhrnný graf vlastností směsových přízí o jemnosti 24tex a přízí ze srovnávacího souboru o jemn Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz

4

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa 29,5tex

Příze

Obr. 17: Grafické porovnání vlastností směsových přízí o jemnosti 24tex a bavlněných přízí ze srovnávacího souboru o jemnosti 10tex Příze

Obr. 18: Grafické porovnání vlastností směsových přízí o jemnosti 24tex a bavlněných přízí ze srovnávacího souboru o jemnosti 20tex Technická univerzita v Liberci, Fakulta textilní, Hálkova 6, 460 17 Liberec 1, Výzkumné centrum Textil, Sekce B – Textilní materiály a konstrukce textilních výrobků tel.: +420 48 5353209, fax: +420 48 5353542, http://www.ft.vslib.cz

5


Příze

Obr. 19: Grafické porovnání vlastností směsových přízí o jemnosti 24tex a bavlněných přízí ze srovnávacího souboru o jemnosti 29,5tex


6


Příloha č. 2

Parametry tkanin srovnávacího souboru


1

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa osnova

P režná 10tex N režná 10tex P upravená 10tex N upravená 10tex P režná 20tex N režná 20tex BD režná 20tex P upravená 20tex N upravená 20tex BD upravená 20tex P režná 29,5tex N režná 29,5tex BD režná 29,5tex P upravená 29,5tex N upravená 29,5tex BD upravená 29,5tex

Tah RT [%] 60,94 63,81 61,96 66,67 63,44 61,11 58,97 70,77 71,64 72,73 55,81 55,37 54,23 52,57 54,43 52,07

WT LT [g f cm/cm2] [-] 6,40 5,25 4,60 4,05 4,65 5,40 5,85 3,25 3,35 3,30 6,45 6,05 7,10 8,75 7,90 8,45

0,859 0,917 0,836 0,862 0,857 0,811 0,807 0,844 0,870 0,886 0,918 0,871 0,916 0,686 0,693 0,707

Ohyb B x10-4 2HB x10-2 2 [gf cm /cm ] [gf cm/cm] 0,045 0,047 0,072 0,067 0,093 0,056 0,061 0,072 0,093 0,014 0,030 0,024 0,030 0,066 0,073 0,075

0,076 0,096 0,051 0,055 0,147 0,0944 0,0115 0,062 0,087 0,0113 0,046 0,039 0,05 0,082 0,083 0,091

Tabulka č. 21.: Specifické charakteristiky tkanin srovnávacího souboru útek


Tah RT [%] 54,32 51,33 36,86 38,38 52,38 51,56 51,56 35,25 34,09 33,17 54,32 53,45 54,61 46,69 46,40 47,16

WT LT [g f cm/cm2] [-] 8,10 7,50 13,70 13,60 9,45 9,60 9,60 18,30 19,80 20,20 8,10 8,70 7,60 12,10 12,5 11,4

0,810 0,794 0,729 0,706 0,654 0,675 0,684 0,615 0,629 0,657 0,810 0,784 0,866 0,668 0,657 0,687

Ohyb B x10-4 2HB x10-2 2 [gf cm /cm ] [gf cm/cm] 0,071 0,030 0,023 0,021 0,038 0,040 0,044 0,010 0,029 0,037 0,071 0,056 0,011 0,046 0,028 0,054

0,127 0,045 0,015 0,020 0,051 0,062 0,072 0,022 0,030 0,033 0,013 0,013 0,019 0,055 0,049 0,061

Tabulka č. 22.: Specifické charakteristiky tkanin srovnávacího souboru


2

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa osnova


Smyk G [gf /°cm] 1,36 1,67 0,59 0,61 1,16 1,09 1,27 0,81 0,86 1,14 2,1 2,04 2,99 1,16 1,08 1,36

2HG [gf cm]

2HG5 [gf /°cm]

3,15 3,97 0,95 0,9 2,93 2,97 3,42 1,35 1,73 1,97 6,18 5,95 8,27 2,63 2,47 2,85

4,32 5,25 2,95 2,88 4,03 3,78 4,3 3,70 4,30 5,25 7,25 7,18 9,32 4,57 4,25 5,22

Povrch MIU [gf cm]

MMD [gf /°cm]

SMD [gf cm]

0,158 0,151 0,144 0,144 0,174 0,189 0,184 0,166 0,187 0,182 0,167 0,174 0,170 0,180 0,185 0,177

0,023 0,024 0,022 0,014 0,044 0,050 0,053 0,039 0,031 0,051 0,055 0,076 0,082 0,063 0,096 0,076

3,67 5,96 4,74 2,89 10,65 6,56 8,84 9,65 4,39 7,06 7,72 9,54 9,78 8,38 8,95 8,69

Tabulka č. 23.: Specifické charakteristiky tkanin srovnávacího souboru útek

Smyk G [gf /°cm]


2,24 1,46 0,55 0,55 1,13 1,08 1,28 0,80 0,86 1,16 2,24 2,09 3,13 1,11 1,01 1,38

2HG [gf cm]

2HG5 [gf /°cm]

6,10 3,00 0,98 0,95 2,67 2,88 3,25 2,05 2,47 2,72 6,10 5,72 8,25 2,53 2,43 2,70

7,25 4,73 2,7 2,63 3,78 3,80 4,25 4,25 4,88 6,15 7,25 6,65 9,13 4,52 4,22 5,40

Povrch MIU [gf cm]

MMD [gf /°cm]

SMD [gf cm]

0,166 0,153 0,144 0,151 0,169 0,169 0,181 0,171 0,189 0,165 0,166 0,166 0,164 0,178 0,181 0,171

0,034 0,026 0,020 0,016 0,030 0,028 0,028 0,019 0,024 0,020 0,034 0,034 0,042 0,034 0,035 0,032

9,10 5,20 2,94 3,46 8,27 7,70 6,69 5,27 6,61 5,37 9,10 6,32 10,91 8,60 7,14 8,18



3

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa tkanina

Objemové LC WC [-] [gf cm/cm2]


0,268 0,282 0,170 0,2432 0,309 0,255 0,315 0,311 0,310 0,290 0,277 0,253 0,283 0,275 0,276 0,257

RC [%]

0,218 0,212 0,194 0,222 0,259 0,278 0,292 0,295 0,288 0,247 0,331 0,311 0,367 0,247 0,280 0,224

39,36 41,08 42,76 48,19 39,01 39,87 40,27 38,53 39,54 39,50 37,52 39,07 35,52 40,51 39,84 40,11


kategorie P u 10 N u 10 P u 20 BD u 20 N u 20 P u 29,5 BD u 29,5 N u 29,5 P r 10 N r 10 P r 20 BD r 20 N r 20 P r 29,5 BD r 29,5 N r 29,5

dámské zimní oděvy 5,22 5,7 4,51 4,06 4,55 3,93 3,71 3,77 4,94 4,54 4,13 4,11 4,24 3,16 2,59 3,22

dámské letní oděvy 0,55 0,33 0,4 0,42 0,28 0,65 0,75 0,76 0,94 0,97 0,85 0,57 0,52 0,02 0,03 0,22

dámský zimní kostým 2,88 3,26 2,49 2,45 2,62 2,21 2,13 2,05 2,8 2,52 2,23 2,32 2,32 2,37 2,19 2,26

Tabulka č. 26.: Hodnoty THV pro jednotlivé typy tkanin ze srovnávacího souboru


4

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Osnova

Obr. č. 32: Grafické porovnání vlastností tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 10tex Osnova

Obr. č. 33: Grafické porovnání vlastností tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 20tex


5

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Osnova

Obr. č. 34: Grafické porovnání vlastností tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 29,5tex Útek

Obr. č. 35: Grafické porovnání vlastností tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 10tex


6

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa Útek

Obr. č. 36: Grafické porovnání vlastností tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 20tex Útek

Obr. č. 37: Grafické porovnání vlastností tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 29,5tex


7

Dílčí projekt:Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa THV 6 5

THV

4 3 2 1 0 dámské zimní oděvy dámské letní oděvy dámský zimní kostým kategorie Pu

Pr

Nu

Nr

BDu

Pu10

Pr10

Nu10

Nr10

Obr. č. 34: Graf srovnání hodnot THV tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 10tex THV 6 5 THV

4 3 2 1 0 dámské zimní oděvy dámské letní oděvy dámský zimní kostým kategorie Pu

Pr

Nu

Nr

BDu

Pu20

Pr20

Nu20

Nr20

BDu20

BDr20

Obr. č. 35: Graf srovnání hodnot THV tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 20tex


8


THV

THV 6 5 4 3 2 1 0 dámské zimní oděvy

dámské letní oděvy


kategorie Pu

Pr

Nu

Nr

BDu

Pr29,5

Nu29,5

Nr29,5

BDu29,5

BDr29,5

Pu29,5

Obr. č. 36: Graf srovnání hodnot THV tkanin ze směsových přízí o jemnosti 24tex a tkanin vyrobených ze 100% bavlněných přízí o jemnosti 29,5tex


9

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 3. Vývojová etapa

Recommend Documents