Interní norma č. 11-108-01/01 Definice. Geometrické vlastnosti vláken
Předmluva Text vnitřních norem byl vypracován v rámci Výzkumného centra Textil LN00B090 a schválen oponentním řízením dne 16.12. 2002.
Předmět normy Norma stanoví definice geometrických vlastností vláken používaných v navazujících interních normách.
Normativní odkazy IN 12-108-01/01 Definice. Geometrické vlastnosti staplových přízí. IN 21-108-01/01 Stanovení geometrických vlastností vláken. IN 22-103-01/01 Zaplnění příze. Přímá metoda a metoda Secant. IN 22-108-01/01 Průměr a chlupatost příze. IN 46-108-01/01 Doporučený postup tvorby příčných řezů. Měkké a tvrdé řezy.
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
Interní norma č. 11-108-01/01 Definice. Geometrické vlastnosti vláken
Obsah 1. Pojmy využívané při zpracování obrazu............................................................................ 3 1.1 Reálná scéna ................................................................................................................... 3 1.2 Reálný obraz ................................................................................................................... 3 1.3 Předzpracování a transformace obrazu........................................................................... 3 1.4 Binární obraz .................................................................................................................. 3 1.5 Kontura vlákenného řezu................................................................................................ 3 2. Jemnost, plocha příčného řezu a ekvivalentní průměr..................................................... 3 3. Popis tvaru vlákna................................................................................................................ 3 3.1 Cirkularita....................................................................................................................... 3 3.2 Ovalita ............................................................................................................................ 4 3.3 Tvarový faktor dle Malinowské ..................................................................................... 4 4. Měrný povrch ....................................................................................................................... 4 Seznam symbolů ....................................................................................................................... 5 Literatura.................................................................................................................................. 5
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
2
Interní norma č. 11-108-01/01 Definice. Geometrické vlastnosti vláken
1. Pojmy využívané při zpracování obrazu 1.1 Reálná scéna Reálná scéna je tvořena objektem či souborem fyzických objektů umístěných v prostoru. 1.2 Reálný obraz Reálným obrazem je nazýván obraz reálné scény. V případě využití digitální techniky vznikne digitalizací signálů CCD čipu digitální kamery či signálů televizních kamer. 1.3 Předzpracování a transformace obrazu Předzpracováním a transformacemi obrazu je označován sled operací na obraze, kterými tento obraz upravujeme ve smyslu odstranění šumů, zlepšení čitelnosti obrazu, ale i pro výběr částí obrazu, které jsou předmětem zájmu dalšího zkoumání (binarizace obrazu). 1.4 Binární obraz Binární obraz je tvořen pouze dvěmi intenzitami šedé, které zpravidla nabývají hodnot 0 (černá barva) označující oblasti pozadí a 1 (barva bílá) tvořící oblasti objektů. Binarizace je prováděna různými postupy, např. prahováním obrazu, interaktivním vyznačením kontur nebo bodů v obraze, apod. 1.5 Kontura vlákenného řezu Kontura vlákenného řezu je čára, která vytváří hranici obrazu příčného řezu vlákna na pozadí.
2. Jemnost, plocha příčného řezu a ekvivalentní průměr Mezi jemností vláken t (tj. hmotnost vlákna mv ku jeho délce lv) , plochou příčného řezu s a hustotou vláken ρ platí vztah (1) t = mv lv = sρ Pozn.: Běžně se užívá pro jemnost jednotka tex, tj. hmotnost vlákna mv[g] ku jeho délce lv [km]. Ekvivalentní průměr vlákna de vyjadřuje průměr kruhu o ploše rovné ploše příčného řezu vlákna (2) d e = 4 s π = 4t πρ
3. Popis tvaru vlákna 3.1 Cirkularita Cirkularita c je definována jako podíl plochy s příčného řezu vlákna, které má obvod p, ku ploše ekvivalentního kruhu se o stejném obvodu. Platí (3) c = s se = 4πs p 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
3
Interní norma č. 11-108-01/01 Definice. Geometrické vlastnosti vláken
3.2 Ovalita Ovalita o je podíl obvodu reálného průřezu vlákna p o ploše s ku obvodu ekvivalentního kruhu pe=πde o stejné ploše. Souvislost s ovalitou je vidět v následujícím vztahu (4) o = p pe = p 2 πs = p πd e = 1 c 3.3 Tvarový faktor dle Malinowské Pro vyjádření tvaru vláken se tradičně využívá [2], [1] tvarový faktor, který souvisí s předchozími veličinami takto (5) q = ( p πd e ) − 1 = o − 1 = 1 − c c
(
)
Pokud je průřez vlákna kruhový platí p/(πde)=1, ve všech ostatních případech je p/(πde)>1. Hodnoty charakteristik z bodu 3.1. – 3.3 jsou pro modelové útvary uvedeny v tabulce 1. Je třeba upozornit na využití tohoto vztahu pro geometricky podobné útvary [3]. V opačném případě může být dvěma různým útvarům přiřazena stejná hodnota tvarového faktoru a s ním souvisejících charakteristik. V grafu 1 je vidět, že hodnoty charakteristik závisí na poměru stran k modelových útvarů. Tabulka 1 Tvar Cirkularita c Elipsa s osami 2 4k 1,5(k + 1) − k x, kx 1 Kruh pro k=1 0,840 Pro k=2 Obdélník se πk (k + 1)2 stranami x, kx 0,785 Pro k=1 čtverec Rovnoramenný trojúhelník o π 4k 2 − 1 (1 + 2k )2 základně x a stranách kx 0,605 Pro k=1 )* )* rovnostranný trojúhelník
(
(
(
)
))
Ovalita o
(1,5(k + 1) − k ) 2
Tvarový faktor q
k
(1,5(k + 1) − k ) 2
1 1,091
(k + 1) πk
0 0,091
((k + 1)
1,128
((1 + 2k )
4
π 2 (4k 2 − 1)
1,286
k -1
)
πk − 1
0,128
) ((1 + 2k )
4
)
π 2 (4k 2 − 1) − 1 0,286
4. Měrný povrch Měrný (makro) povrch vlákna A vyjadřuje plochu povrchu vlákna (povrch je vyjádřen jako plášt ekvivalentního válce o průměru de) v hmotnostní jednotce materiálu (6) A= 4(1 + q ) ρd e = 2 π (1 + q ) ρt 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
Interní norma č. 11-108-01/01 Definice. Geometrické vlastnosti vláken
Graf 1
Seznam symbolů A c de lv mv o p pe q s se t
ρ
měrný povrch vlákna [m2kg -1] cirkularita [-] ekvivalentní průměr vlákna [mm] délka vlákna [km] hmotnost vlákna [g] ovalita [-] obvod vlákna [mm] obvod ekvivalentního kruhu o ploše rovné ploše vlákna [mm] tvarový faktor vlákna [-] plocha příčného řezu [mm2] plocha ekvivalentního kruhu o obvodu rovném obvodu vlákna p [mm2] jemnost vláken [tex] hustota vláken [kgm-3]
Literatura [1] Neckář, B.: Příze. Tvorba, struktura, vlastnosti. SNTL Praha 1990. [2] Malinowska, K.: Prace, Inst. Wlok., 29, 1979. [3] Křemenáková, D., Rubnerová, J., Aneja, A., P.:Influence of fibers geometry on the PET Yarns packing density and porosity. STRUTEX 2001. Struktura a strukturní mechanika textilií, str.435-444, ISBN 80-7083-594-4. Vypracování normy: V Liberci 10.11.2002 zpracovala Dr. Ing. Dana Křemenáková. 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
