Řízení jakosti 3 Jakost vláken Jakost přízí Jakost textilií Jiří Militký Jakost textilních materiálů
Jakost vláken I
Vláknaři: jakost ve smyslu dodržení technologických parametrů (rovnoměrnost jemnost, sráživost, mechanicko fyzikální vlastnosti). Textiláci: jakost vláken s ohledem na jejich zpracovatelnost a chování při technologických operacích ( soudržnost, tření, mechanicko fyzikální vlastnosti). Uživatelé: zprostředkovaný projev vlastností v textiliích (omak, pocity při nošení, tepelné a sorpční projevy).
Jakost vláken II
Přírodní vlákna: lze jen obtížně měnit cíleně jejich vlastnosti (selekce, šlechtění, genová manipulace) ⇒ zaměření na zpracovatelnost. Bavlna, Lýková vlákna, Vlna.
Chemická a syntetická vlákna: variací geometrie (jemnost, profil, tvar) a podmínek přípravy(rychlost zvlákňování, dloužící poměr, tepelné zpracování) lze výrazně ovlivňovat většinu vlastností. Další možností je
využití modifikace a kopolymerace (chemické změny). ⇒ zaměření na obecnější definici jakosti. . Viskóza, Polyamidy, Polyestery, Polyakrylonitril, Polyolefíny,
Ideální vlákno
a)Úměrné reciproké hodnotě logaritmu elektrického odporu. b)Čas, kdy dojde k 50% nímu poklesu pevnosti na slunci (Florida). c)Čas, kdy dojde v 10% ním NaOH při 100 o C k poklesu pevnosti na 50%. d)Čas, kdy dojde v 10% ní HCl při 100 o C k poklesu pevnosti na 50%. e)Maximální teplota, při které se může vlákno používat neomezeně dlouho
Pevnost
T
Tažnost
BS
0,3 N.tex- 1 15 % 5 N.tex - 1
Počáteční modul
I
Práce do přetrhu
W
40 mJ . ( tex . m) -1
Navlhavost
R
5%
WR
50 %
Retence vody
a)
Elektrická vodivost
C
0,1
Limitní kyslíkové číslo
OI
21
Stálost na světle
L
3 b) month
Odolnost vůči alkáliím Odolnost vůči kyselinám Tepelná odolnost
ALK 2 AC H
2
c)
hour
d)
hour
120 e) o C
Vlákna pro speciální účely (budou potřebné další vlastnosti)!
Diagram identity T
ideální vlákno
AC BS 12 ti úhelník, kde I reálné na paprscích jsou AL vlákno relativní velikosti H W vlastností vláken ( L R vůči OI WR průměrnému). C Přibližně kruhový Doplňkové vlastnosti: tvar - vyvážené 1. Cyklický ohyb (žmolkovitost) 2. Elastické zotavení ( mačkavost). vlastnosti. 3. Zeta potenciál (špinivost).
Jakost bavlny U surové bavlny se běžně hodnotí:
pevnost vlákna jemnost vlákna parametry staplového diagramu zralost vláken stupeň znečištění a barva
Optimální vlastnost s ohledem Na maximalizaci pevnosti příze Technologie: Prstencové předení (délka > pevnost > jemnost) Rotorové předení (pevnost > jemnost > délka)
Uster HVI Spectrum
Mat=θ/0,577
Uster AFIS
HVI a LVI základní parametry Pevnost STR [cN/tex] regression model
Tažnost EL [%] Délka „Upper half mean“ UHM [mm]
0.22
Stejnoměrnost délky UI [%] Obsah krátkých vláken SF [%] Obsah nečistot TR [%]
0.19
Micronaire MIC [-]
0.21
0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13
Jemnost FI [tex]
FJ = 0.038*MAT + 0.016 Mean relative error: 5.63039
0.2
3
3.2
Zralost MAT [-]
3.4
3.6
3.8
4
4.2
4.4
4.6
4.8
5
Hraniční meze
Micronaire Premium Range 3.7-4.2 Base Range 3.5-3.6 nebo 4.3-4.9 Discount Range 3.4 a pod nebo 5.0 a pod
Index geometrie vláken I
FQI=(pevnost vláken*délka)/jemnost (USA)
Korickij – větší index lepší vlákno (SU) LVI měření průměrná délka IG = 0.1*Lm*(1-SF/100)*MAT*(FI)-0.5
HVI měření IG =
UHM * UI * (100 − SF ) IGa = 10000 * MIC UHM *UI * (100 − SF ) * MAT
1000000 * FI
Index geometrie vláken II Ig koreluje s hmotnou nestejnoměrností 100 * A 2 CV = Ig TP
A2 = 11.7 pro dlouho vlákenné bavlny a A2 = 14.7 pro středné dlouhé bavlny. TP je jemnost příze
Ig koreluje s variačním koeficientem pevnosti CVP 100 * A 3 CVP = Ig * 4 TP
A3 = 3.85 pro dlouho vlákenné bavlny a A3 = 4 pro středné dlouhé bavlny.
Spřadatelnost bavlny
Výtěžnost bavlny při předení:
B = 95.4 − 2.9 * N C
Nc ..... podíl nečistot. Komplexní ukazatele jakosti IK vyjadřující zpracovatelnost:
I K = A 4 * B * Ig / C 4
C cena bavlny. A4 = 0.0108 pro dlouho vlákenné bavlny a A4 = 0.0141 pro středné dlouhé bavlny. Tyto vztahy byly nalezeny pro Ruské bavlny a LVI měření. Obsahují empirické a dimensionální parametry
Pevnost bavlněných vláken
Empirický vztah Pevnost vláken STR souvisí jednoduše s jejich zralostí MAT Při komplexním hodnocení MAT = a * STR + b se dá použít Ig také jako dlouho vláknité a = 0,345 b = 0,42 „ geometrická“ užitná středně vláknité a = 0,308 b = 0,725 vlastnost.
Index jakosti bavlněných vláken Využití koncepce užitné hodnoty pro K vlastností R1 ,...,RK měřených pomocí LVI nebo HVI. Transformace na dílčí funkce užitnosti (lineární lomená funkce) u = f ( x , L, H ) i
i
L hodnota pro právě nevyhovující bavlnu (ui = 0.1) a H je hodnota pro zcela vyhovující bavlnu (ui = 1) Index jakosti U (s ohledem na pevnost příze) je pak vážený průměr ui s vahami βi
U = ave(ui , βi )
Jednostranně ohraničené vlastnosti (bavlna)
Stupeň jakosti je monotónně klesající nebo rostoucí funkcí vlastnosti x.
u(x)
1
L …dolní limita H…horní limita
0.1 L
H
0.9 u ( x) = (x − H ) +1 H −L
LB (menší je lepší) vlastnosti Podíl nečistot TR [%] L=6 H=2 Obsah krátkých vláken SF [%] L=18 H=6 UB (větší je lepší) vlastnosti Pevnost HVI STR [g/tex] L=23 H=31 Délka UHM [mm] L=25 H=32 x Stejnoměrnost délky UI [%] L=77 H=85 Tažnost EL [%] L=5 H=7.7
Oboustranně ohraničené vlastnosti (bavlna) Stupeň jakosti je monotónně klesající vlastnosti x na obou stranách od optimální oblasti.
Micronaire MIC [-] L1=3.4 H1=3.7 L2=5 H2=4.2
1
u(x)
0.1 L1
L1, L2 …dolní limity H1, H2 …horní limity
H1
H1
L2
x
Váhy pro index jakosti Příspěvek HVI charakteristik k pevnosti příze Váha b charakteristiky je procentní podíl dělený 100 a pak standardizovaný (součet vah musí být roven jedné).
Property weight
Rotor
Ring
UI [%] MIC [-] UHM [mm STR [g/tex] EL [%] SF [%] TR [%]
0.20 0.16 0.14 0.28 0.09 0.06 0.07
0.22 0.17 0.24 0.22 0.06 0.06 0.03
Agregace dílčích funkcí užitnosti Index jakosti U je určen jako vážený geometrický průměr m
U = exp (
∑β
j
ln ( u j ) )
j=1
Při praktickém použití se musí brát v úvahu, že xj jsou měřené charakteristiky charakterizované obyčejně aritmetickým průměrem a rozptylem nebo variačním koeficientem. Je tedy třeba odhadnout kromě střední hodnoty E(U) také rozptyl D(U). Pro tento účel je výhodné použít koncepce „Bootstrap“ tj. generovat „simulované náhodné výběry“ se stejnými středními hodnotami a rozptyly.
Simulační výsledky I
mic = 3.5
Simulační výsledky II
Index jakosti rotor : Půměr dolní mez horní mez 4.90e-001 4.86e-001 4.94e-001
Variační koeficient = 3 %
Index jakosti prstenec : Půměr dolní mez horní mez 4.79e-001 4.75e-001 4.84e-001 ------------------------------------------
Bavlny použité v ČR
15 druhů bavln dovážených do ČR Základní parametry určené pomocí HVI jsou na paprskovém grafu
Profily
Profily 2skupiny 4
1 2
3
Vlastnosti bavln
2
y k z o l S
1
0
-1
-2 UI[%]
MIC[-]
UHM[mm]
STR[g/tex]
EL[%]
SF[%]
TR[%]
DISCRIMINATION BETWEEN COTTONS 0.25 0.2 1
2
3
4
5
0.15 0.1
6
7
8
9
10
2 er o c s
0.05 0
2
-0.05 11
12
13
14
15 -0.1 1 -0.15 -0.2
-0.2
0
0.2
0.4
score 1
Giza 70
0.6
0.8
1
Vzájemné vazby STR T R S
L E
M H U
I U
C I M
EL
UHM
UI
MIC
Index jakosti Druhy bavlny jsou odděleny do dvou skupin. Ve skupině s nízkým indexem U e jsou bavlny s ul a velmi nízkou vy til pevností ti U (č. 8, 9) nebo velmi nízkou zralostí (č.1, 2, 10).
1
ring rotor
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
cotton No
10 11 12 13 14 15
Použití U Index jakosti U (komplexní kritérium) lze použít pro tyto účely: 1.Regulační diagramy (monitorování suroviny) 2. Vyjádření vhodnosti pro různé technologie předení Významnost rozdílů mezi indexy jakosti pro různé bavlny se posuzuje přes porovnání odpovídajících intervalů spolehlivosti Index jakosti je použitelný jak v přádelnách tak i pro potřeby nákupu bavlny vhodné pro různé typy přízí
Vztahy mezi vlastnostmi bavlněných vláken a přízí Parametr vlákna
Vztah k přízi
Staplová délka
spřadatelnost
Pevnost
Pevnost příze, přetrhovost
Jemnost
spřadatelnost
Zralost
Pevnost, barvitelnost
Obsah nečistot
výtěžnost
Stejnoměrnost délky
Spřadatelnost, nestejnoměrnost
Tažnost
přetrhovost
Tření
soudržnost
Třída (klasifikace)
Vzhled příze
Lepivost
zpracovatelnost
Nopky
nopkovitost
Obsah vlhkosti
spřadatelnost
Časové trendy jakosti bavlny
Kvalita lnu I
Spřadatelnost
Výtěžnost
Pevnost
Nečistoty
Kvalita lněného stonku: celková výtěžnost z praktických experimentů. 100 Kvalita lněných vláken CJ = V L Číslo kvality CJ + VK
Tex L
VL výtěžnost vyčesaného lnu TexL odpovídající subjektivní maximální spřadatelnosti „ - Tex“ VK je výtěžnost vyčesané koudele , TexK odpovídající subjektivní maximální spřadatelnosti „ - Tex“ Běžný rozsah je 100 ≤ CJ ≤ 250
Tex K
Kvalita lnu II
1
Jmenovitá jemnost [Tex] příze 33 - 55 (velmi jemné)
2
83
Třída
Z CJ se určuje průměrné číslo jakosti a to se dělí do 3 tříd:
133
(jemné) (střední jakost)
4
200 (koudelky - pytle)
N
nestandard (nevhodné)
Vochlovna - vstup len vochlování - pročesávání resultuje produkt tj.len a odpad tj. koudel Přádelna - vstup len → příze lenka – spřádání za mokra - vstup koudel → příze koudelka - spřádání za sucha
Kvalita vlny Pro vyjádření jakosti potní vlny je k dispozici Výtěžnost (randement) ON 80 1106, které obsahuje tyto charakteristiky: - pevnost - délka - jemnost - stupeň poškození v praní - barva - obsah rostlinných příměsí - stupeň - podíl křehkých Šupinky rozplstění vláken Jemnost - pružnost - podíl krátkých Obloučky vláken
Vizkózová stříž
Souvisí obecně spíše s dodržením Příklad vlastností pro b - typ 1,6 dtex. podmínek výroby. Platí pro ně Třída jakosti 1 2 3 obecně totéž jako max. odchylka jemnosti (%) +-8 + 10, -8 +14, -9 pro syntetická vlákna max. odchylka délky střihu
+-4
+-5
+ -6
Třídí se do tří tříd podle:
min.pevnost (S) cN/dtex -1
1,8
1,7
1,6
minimální tažnost (%)
20
20
20
PND 31 - 106 - 86 (bavlnářský - typ)
variační koef. pevnosti (%)
22
24
28
procento krátkých vláken (%)
7
12
12
max. počet šupinek / 100 g
10
24
38
PND 31 - 001 –77 (vlnařský - typ).
Viskózové hedvábí (kordové) Třídí se do tří tříd podle PND 27 - 831 - 83: Třída jakosti max odchylka jemnosti (%)
1 5
2 5
3 5
variační koef. jemnosti (%)
3
4
>4
max. prům. pevnost cN/dtex suchá
1,41
1,32
1,32
max. prům. pevnost cN/dtex mokrá 0,62
0,53
0,53
průměrná tažnost (%) variační koeficient. tažnosti (%)
22 10
-
9,5
>10
Syntetická vlákna Podmínky Jakost se dá v širokých mezích měnit technologií dloužící poměr T přípravy (dloužení, Teplota. temperace fixace,….) [o C] Příklad: Kopolyester KSI Vlastnosti +KI a příprava vláken.
S 4,6
D 4,5
B 4,7
35
120
150
////////// /////// ///////
Sráživost. H2 O 30 sráživá (voda za varu) S [100 o C] (%) diferenční sráživá (na Sráživost . [175 o C] 38,3 vzduchu - 160oC ) D (%) barvitelná za varu (nesráživá) B 11,5 C90 [mg . g -1 ]*)
3,2
1,3
22,9 3,2 8,7
14,8
*) množství disperzního barviva Palanilblau 3Re na vlákně ( 100oC , 90 min.
Závěry
Lze připravovat vlákna s ohledem na účel použití ( - cena). Složení vláken (PES,PAD) je dnes spíše zavádějící (s ohledem na jakostní znaky). Řada specifických vlastností vláken se může při textilním zpracování změnit (zhoršit - necílené, zlepšit - cílené).
TREND: příprava vláken s požadovanými vlastnostmi textilií (omezení hořlavosti, barva, antistatické a hygienické vlastnosti, hydrofilita atd. ).
Polyamidová vlákna
Dodává se a třídí do jakostních stupňů podle ČSN 80 2530. Hedvábí: 2 úrovně kvality
Stapl: 3 úrovně kvality
Třída jakosti
1
2
průměrná pevnost (S) [N . tex -1]
0,35
0,32
35 + - 5
35 + - 10
odchylka jemnosti [%]
+4, -2
+4, -2
srážení [%]
12 + - 2
12 + - 3
odchylka zákrutu [Z . m -1]
+ - 13
+ - 19
tažnost (S)
[%]
Používají se pouze běžné charakteristiky (pevnost). Nepředpokládají se speciální projevy (antistatika..). Vhodné pouze pro rutinní kontrolu produkce
Polyesterová vlákna
Třídění do jakostních stupňů dle ČSN 80 1402 .
Staplová vlákna: 3 úrovně kvality Třída jakosti min. pevnost (S) [cN/dtex] max. tažnost [%] odchylka jemnosti [%]
1 5,3
2 5,0
3 4,4
35 38 45 +4, -6 +5, -7 + - 12
rel. pevnost ve smyčce 70 70 70 [%] srážení při 160 o C [%] max 5 max 5 > 5
Závěry: •Dává se přednost nejméně důležitým charakteristikám (pevnost). •Nepostihují se žádné speciality. •Chybí řada údajů
Hodnocení jakosti přízí Spíše než o jakost jde o podmínky přejímky ! Jakostní charakteristiky přízí souvisejí obecně s: jemností nestejnoměrností Při hodnocení přízí se téměř u všech počtem vad vlastností sleduje také variabilita pevností vyjádřená variačním koeficientem v (*). Jsou k dispozici tabulky a grafy „ Uster - Statistics.“ Jde o závislosti vybraných kvantilů parametrů kvality pro vybrané kumulativní pravděpodobnosti (určené z údajů celého světa) v závislosti na jemnosti. Orientačně platí, že hodnoty nad 75% linií Uster Statistics jsou pro jakostní příze nevhodné!
Kritické z hlediska nestejnoměrnosti vzhledu tkanin a pletenin je v (J) >10 %.
Jemnost a její kolísání Obyčejně se považuje variační koeficient jemnosti v(J) do 3% za přijatelný pro většinu přízí různých jemností. Jeho v(J) růst se projevuje na růstu přetrhovosti při tkaní .
A
B
A velké v(J) a malé CV ........ Zvýšená přetrhovost B malé v(J) a velké CV ........ Snížená přetrhovost
Variace jemnosti
Systémy hodnocení česaných přízí dle v (J)
Třída
Bornet
Rozycki
Uster
Statistika.
velmi regulární.
<2
<2
< 1,4
10 %
Regulární
2,0 - 2,25 2 - 2,5
1,4 - 1,8
25 %
průměrná
2,25 - 3,0
2,5 - 3,0
1,8 - 2,75
75 %
neregulární
3 - 3,5
3 - 3,5
2,75 - 3,6
90 %
> 3,5
> 3,6
> 90 %
velmi neregulární. > 3,5
Nestejnoměrnost příze I Nestejnoměrností se míní hodnota CV (%) určená z aparatury Uster [vnější kvadratická nestejnoměrnost na krátkých délkách - 8 mm]. Jde o kolísání hmotnosti mezí úseky délky L = 8 mm. Přímé použití CV pro hodnocení jakosti přízí má tyto nevýhody: závisí na jemnosti příze TP ⇒ počtu vláken v přízi závisí na jemnosti vláken TV ⇒ počtu vláken v přízi typu přádního procesu
Počet vláken v příčném řezu N je přibližně:
TP N= TV
Nestejnoměrnost příze II Empirický vztah CV = Q1 * N kde Q1 a Q2 souvisí s typem vlákna a přádního procesu. Přibližně je Q2 ≈ 1/3 pro všechna přediva Q2
CV = 2
2 VI
+
2 VS
Rozklad CV na složky VI je limitní nestejnoměrnost (závisí na procesu předení) VS je strojová nestejnoměrnost (závisí na kvalitě strojů a technologií)
Index nestejnoměrnosti I
VS2
CV I= = 1+ 2 VI VI
Index I ≥ 1 , čím je nižší tím lépe. I závisí na způsobu stanovení limitní nestejnoměrnosti VI2 Martindale V = 100 ( Poissonovo rozdělení konců vláken) I N Index I je pak silně závislý na počtu vláken v příčném řezu. Operace Mykání Posuk Předpřádání Dopřádání
Jemnost [Tex] 3620 3450 455 20
CV [%] 4,7 4,73 8,91 21,8
N 20 224 19 274 2 542 111
I 6,25 6,2 4,24 2,17
Index nestejnoměrnosti II
ln(I) = a 0 + a 1 * ln( N ) Empirický vztah Pro ba mykané příze a0 = - 0.17, a1 = 0.20 (statisticky významné).
Není vhodné pro hodnocení jakosti. 50 VI = 3 Bornett (Poissonovo rozdělení shluků vláken) N Index I je pak statisticky nevýznamně závislý na N Pro ba mykané příze a0 = 0,519, a1 = 0,036 (statisticky nevýznamné)
Podle Bornettova I lze rozdělit procesy předení do 5 jakostních tříd
CV
Uster Statistics
90 % 75 % 50 %
25 %
Uster Statistics: Kumulativní četnosti Tex CV dosahované ve světě ( čím vyšší úroveň tím méně kvalitní). Příze s CV > 75 % ní úroveň je nepoužitelné pro většinu tkanin a pletenin. Příze s 25% - 50% úrovní CV jsou vhodné pro popelíny. Nestejnoměrnost CV ovlivňuje variační koeficient pevnosti v (P). Pevnost: CV = K 1 * v(P) K 2 Zajímavější je spíše dolní extrém K1 = 6.23 a K2 = 1.03 pro mykané příze ( 5% ní kvantil) a variační K1 = 7.76 a K2 = 1.02 pro česané příze koeficient než střední hodnota.
Počet vad
Nepoužívá se samostatně pro hodnocení jakosti.
Hodnotí se standardně s využitím Uster Classimat. Existují také Uster Statistics. Pro kvalitní textilie (spodní prádlo) se volí úroveň 25- 50%.
Jakost příze Standardy ( úrovně jakosti) Užitná hodnota – vlastnosti z norem Empirické charakteristiky (CS factor ) Jednoduché kritérium CS faktor (součin pevnosti a jemnosti)
GOST 1119 – 70
P IK = S * v( P )
P is yarn strength [N tex - 1 ], S is yarn fineness [Tex] and v(P) is strength variation coefficient
Normy pro bavlněné příze Bavlněné příze : Podle ON 80 2120 se příze zařazují do výběrové standardní a nestandardní třídy podle těchto vlastností: pevnost, variační koeficient pevnosti , variační koeficient jemnosti a třída vzhledu
Třída Výběr ba III M - 14 ÷ 50 tex - pevnost [N . tex - 1 ] - variační koeficient. pevnosti [%] - variační koeficient. jemnosti [%] - třída vzhledu [−]
14 13,5 3 C50
Normy pro vlněné příze
Podle ČSN 80 000 a ČSN 80 052 se třídí jako vyhovující a nevyhovující. Vyhovující = všechny ukazatele jsou v normalizovaném rozmezí. Ukazatel
Maximální odchylka [%]
Délková hmotnost (do 83 tex)
+-5
Počet zákrutů
+ - 10
Podíl jednotlivých druhů vláken
+-3
Barevný odstín
stupeň 3
JAKOST PLOŠNÝCH TEXTILIÍ
Užitná hodnota (obecně) Omak ⇒ oděvní účely. Komfort ⇒ oděvní účely
Splývavost
Vzhled Drsnost
Simulace povrchová chlupatost
Užitná hodnota textilií Aplikace obecné metodiky výpočtu U. Je třeba určit: určující užitné vlastnosti a jejich meze (S,D) váhy užitných vlastností (C). Klasifikace produktů podle účelu jejich použití Technické textilie: Dle účelu použití. Většina měřitelné vlastnosti v kardinální škále. Oděvní textilie: Interní publikace SVÚT (Užitná hodnota plošných textilií 1876) specifikace všeho dle oblastí použití.
Typy textilií Textilie s přímým kontaktem s lidským tělem: A. Přímý dlouhodobý kontakt: - prádlovky - trenýrkoviny Plavkoviny B. Částečný přímý kontakt: - šatovky - košiloviny - povlaky na prostěradla - pyžamoviny
II. Textilie pro vnější použití: A. Svrchní oděvní textilie: - svrchní ošacení - kožešiny a plyše - teplákoviny - přikrývky - pracovní oděvy B. Speciální požadavky: - podšívkoviny - matracoviny - potahové textilie
Příklad specifikace
kapesníky
Vlastnost 1. Pevnost za mokra [N] 2. Plošná hmotnost [g . m -2] 3. Oděr (30 s) [%] 4. Splývavost (%) 5. Savost [mm ] 6. Stálosti [etalon] 7. Údržba [Kč/m2 den]
S 150 45 (S´ 115) 19 45 (S´ 72) 50 3 0,2
D 400 60 (D´100) 8 53 ( D´60) 80 5 1,2
C 1,24 0,93 0,64 0,97 1,74 1,25 0,8
Problém: organoleptické vlastnosti (omak, vzhled) nejsou zahrnuty
m
U = exp (
∑β
Výpočet užitné hodnoty
j
ln ( u j ) )
j=1
V programu COMPLEX v jazyce MATLAB je pro výpočet užitné hodnoty a odpovídajících statistických charakteristik použita technika „Bootstrap“. Vychází se z naměřených dat, kdy je pro každou užitnou vlastnost Rj známa průměrná hodnota xj a rozptyl s2j Výpočet U I. Generace simulovaných výběrů x(k)j (j=1,.....m) z normálního rozdělení se střední hodnotou xj a rozptylem s2j.. II. Výpočet užitné hodnoty U(k) III. Opakování kroku I a II pro k = 1,.....n (obyčejně n = 600). IV. Konstrukce ne-parametrického odhadu hustoty pravděpodobnosti a histogramu z hodnost U(k) (k=1,.....n) a výpočet odhadů střední hodnoty E(U) resp. rozptylu D(U).
Příklad Ia Byl sledován vliv katalyzátoru na kvalitu nemačkavé úpravy bavlněných tkanin v laboratorním měřítku. Varianta V0 je původní textilie, V1 je textilie s katalyzátorem firmy Monsanto a V2 je textilie s katalyzátorem firmy Cassela.
kód
Užitná vlastnost
unit
R1
Pevnost v tahu
N/5cm
R2
Tažnost
%
R3
Pevnost v dotržení
mN
R4
Sráživost
%
R5
Úhel zotavení za sucha
stupeň
R6
Úhel zotavení za mokra
stupeň
R7
Oděr
%
Hodnoty dílčích užitných vlastností
Příklad Ib Varianta R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
V0
372
9.7
16690
3.1
62
67
0.03
V1
316
8.7
8528
2.1
114
120
2.77
V2
336
9.4
9484
2.7
119
125
1.78
Sj
250
7
8000
2
110
120
5
Dj
372
10
16690
0
135
145
0.03
Výsledky Varianta
E(U)
D(U)
G1(U)
G2(U)
V0
1.24E-6
1.59E-11
5.53
36.4
V1
0.352
1.54E-3
-0.33
3.231
V2
0.354
1.31E-3
-0.12
2.82
THV = funkce( Si * Ri ) pro i=1, 2, 3, 4 Ri ...... míra odezvy ( váha dílčího vjemu)
Omak
Vyjádření pocitů, které vyvolává textilie při styku s pokožkou. Psychofyzikální veličina: vjem související s kvalitou senzorických Mozek orgánů a zkušeností. S0 je prahová hodnota (limita citlivosti) S ⇒V Senzor (prst) Stimulus (S) Textilie
vjem (V) Weber-Fechner S V = ln( ) S0 Centra omaku
Hladkost (C1) → S1 Tuhost (C2) → S2 Objemnost (C3) → S3 Pocit tepla (C4) → S4
Subjektivní hodnocení omaku I
Vyjádření pocitů při dotyku s textilií ( Japonci mají několik typových způsobů „ohmatávání“). Způsoby hodnocení: párové porovnávání vzorků - pořadí (rank) porovnávání s etalony (ordinální škála) zařazení přímo do ordinální škály
Typická škála Nevyhovující,velmi špatné, špatné, průměrné, dobré, velmi dobré,vynikající
Subjektivní hodnocení omaku II
Subjektivní omak je výsledkem vjemů vyvolaných kontaktem pokožky a textilie.
Výběr hodnotitelů: Experti: vyjádření obecného omaku ( rozlišení). Nespecialisté (uživatelé) : vyjádření preference pro daný účel použití. Diference: - geografické - muži / ženy - mladí/ stáří Vhodné - vždy poučení hodnotitelé!
Subjektivní hodnocení omaku III Velikost skupiny: 25 - 30 pro rutinní hodnocení více než 200 pro základní studie Výběr bodové škály: Psychometrický výzkum: 9 -11 bodů. U stupnice s menším počtem bodů jsou v blízkosti středu příliš malé rozdíly. Muži: - hodnotí blíže ke středu stupnice a s menšími rozdíly. Ženy: - větší extrémy a rozdíly.
Charakterizace subjektivního omaku Vzhledem ke způsobu hodnocení a shromaždování dat (zařazování do kategorií c 1 ,..... c k ) jde o případ ordinální škály. Předpokládá se ,že první kategorie je nejhorší a poslední nejlepší. Kategorie ci +1 je tedy lepší než kategorie ci Výsledkem hodnocení jsou počty respondentů ni , kteří volili danou kategorii ci. Standardní postup pro charakterizaci rozdělení je výpočet relativních a kumulativních četností i
fi = ni / N
Fi = ∑ f i j =1
i = 1,...k
k
∑n
i
= N.
i
Pro charakterizaci výsledků subjektivního hodnocení se používá medián Mh a odpovídající interval spolehlivosti interval, Mediánová kategorie Me je určena z nerovností FMe−1 < 0.5 F ≥ 0.5 Me
Zpřesnění odhadu mediánu
Výběrový medián Mh
se určí korekcí mediánové kategorie
FMe − 0.5 Mh = Me + 0.5 − f Me
Veličina Mh je odhadem populačního mediánu Med Textilie TAMA Kategorie
c1
c2
c3
c4
c5
fi
0
0.4
0.3
0.1
0.2
Fi
0
0.4
0.8
1
Si
1
2
0. 7 3
4
5
Interval spolehlivosti pro Med X −d
µ
X
X +d
Konstrukce 100(1-α) % intervalu spolehlivosti pro Med : Výpočet dvou kumulativních četností ( FD* , FH* ) u1−α / 2 * * ( FD , FH ) = 0.5 + 0.5 * N * * ( F , F Určení kategorií D a H obsahujících četnosti D H )
FD−1 < FD*
FD ≥ FD*
FH −1 < FH*
FH ≥ FH*
FD* − FD−1 d= Výpočet korekcí fD Tvorba 100(1-α) % intervalu spolehlivosti
( D − 0.5 + d ≤ Med ≤ H-0.5 + h)
FH* − FH−1 h= fH
Tkanina TAMA Pro tkaninu TAMA je mediánová kategorie Me = 3 (kategorie c3). Tedy 0.7 − 0.5 Mh = 3 + 0.5 − = 2.83 0. 3 Pro 95 % ní interval spolehlivosti na základě hodnocení 10 * * respondentů jsou kumulativní četnosti ( FD , FH ) rovny (0.1837, 0.8162). Odpovídající kategorie jsou D = 2 a H = 5. Korekční faktory jsou d = 0.4592 a h = 0.081. 95% ní interval spolehlivosti mediánu je tedy ohraničen hodnotami (1.959, 4.581). Je patrné, že díky extrémně malému počtu respondentů je interval spolehlivosti příliš široký.
Standardizace omaku HESC ( Hand Evaluation Standardisation Commitee). V roce 1972 KAWABATA sestavení standardů pro primární složky omaku. vyjádření intensity primárních složek pro různé textilie. Příklad: zimní šacení KOSHI - tuhost NUMERI - hladkost FUKURAMI - měkkost a plnost
Objektivní predikce omaku
Speciální přístroj – protahování textilie přes trysku definovaného tvaru Skupina speciálních přístrojů. Kawabata evaluation system (KES). Standardní přístroje pro hodnocení vlastností textilií souvisejících s centry omaku.
Jeden přístroj
Vyjádření omaku z výsledků měření na jednom zařízení. F
F [N]
INSTRON Průtah textilie tryskou
Ht Textilie H0 H0
Pt D
H [mm]
F = A + B * h + C * h 2 pro 0 ≤ h ≤ H T (A, B, C koeficienty)
Ht a Pt korelují silně s omakem. Není komplexní hodnocení.
0
KES
1
2
velmi špatné
3
Podprůměrné
4
5
velmi dobré výborné
KES systém přístrojů umožňuje měření základních mechanických charakteristik textilií. Vlastnosti, které jsou měřeny jsou zařazeny do šesti skupin : Tahové vlastnosti, ohybové vlastnosti, povrchové vlastnosti, smykové vlastnosti, tlakové vlastnosti, hmotnost a tloušťka. celkem16 characteristics are evaluated.
Total hand value THV
Oděvní výroba Textil
Použití KES (šití)
1
2
D KES systém
3
4
1 ........ oddělování 2, 4 .... šití 3 ....... tepelné zpracování D........ dekatura
opravy
Použití KES pro hodnocení jakosti z hlediska šicích schopností (konfekcionování). a) chování při šití ( mechanické vlastnosti). b) chování při propařování ( srážení textilie v parním prostředí). Mechanické vlastnosti se sledují při velmi nízkých zatížení ( velké deformace způsobují vrásnění při šití a manipulaci). Speciální charakteristiky:
HG .... hystereze smykové síly EM1.. tažná deformace ve směru osnovy ( biaxiální upnutí) S2 .... .srážení při propařování ( 2 hod) HG < 0,8 .... příliš deformovatelné ( problémy při šití) HG > 3,5 .... příliš tuhé ( pro šití) EM1 > 10 ... nevhodné pro oděvní účely S2 > 1,5 .... problémy nestability při tvorbě oděvů
Z1
Indikátory problémů
Tah
O
Z2
LT RT EM1
G Smyk HG
Abnormální S2 deformabilita Srážení S4 Q ( vysoká / nízká) speciální postup zabraňující vrásnění švů omezení kroucení textilií při oddělování předběžné propařování omezují kroucení. Abnormální smyková hystereze (HG) obtížné zachování tvaru textilie Sráživosti při paření veliké speciální nebezpečí při podlepování (vznik bublin).
O ....... zóna, která nevyžaduje kontrolu Z1, Z2...kontrolní zóny oblast parametrů pro kvalitní textilie
(při šití jsou problémy s vyšší tažností)
Kontrolní karty pro šití
Regulační diagramy pro šití (pro šití jsou problémy s vyšší tažností) !!
Standardní měření I Koeficient tření, µ
(a)
MIU
MMD=šrafovaná plocha/x
0
X x,cm
Pro vyjádření povrchové drsnosti se obyčejně volí tyto charakteristiky Koeficient statického tření [-]. Drsnost z povrchového profilu(např. Fraktální rozměr [-]
(b)
T
Tloušťka T, cm
SMD=šrafovaná plocha/x
0 X, cm
X
Deformabilita se běžně charakterizuje pomocí těchto charakteristik Počáteční modul v tahu [MPa], Ohybová tuhost [mN* cm].
Standardní měření II Pro objemovou složku omaku se využívá těchto charakteristik Plošná hmotnost [g m-2] Stlačitelnost [-] Tlouštka [mm]. Tepelná část omaku se dá charakterizovat pomocí přístroje Alambeta, kde je výstupem Koeficient tepelné jímavosti [W m-2 K-1].
Vyjádření omaku
a) Výsledek je jedno číslo jako sumární hodnota získaná obyčejná na základě regrese, kde subjektivní omak je funkcí objektivně měřených charakteristik.
b) Výsledek je vektor čísel omak resp. jeho složky. charakterizaci omaku se pak vícerozměrných statistických klasifikace..)
charakterizujících Pro komplexní používá zejména metod (shluky,
Vývoj v oblasti hodnocení omaku
Zlepšení predikce z KES a nalezení významných faktorů Nové metody predikce omaku založené na standardních měřeních (ohyb, smyk)
Komfort I Fysiologická, psychologická a fyzická harmonie mezi člověkem a okolím Optimální podmínky komfortu: teplota pokožky 33 - 35 o C relativní vlhkost okolí 50 ± 10 % rychlost proudění vzduchu 25 ± 10 cm s -1 nepřítomnost vody na pokožce Fyziologický komfort: Řada snáze měřitelných charakteristik. Citlivost na různé faktory ( vlhkost, teplota, proudění) Organoleptické charakteristiky (omak, ........)
Složky komfortu I Psychologické faktory: optimální vzdálenost mezi lidmi preferovaná teplota okolí požadavky na soukromí citlivost na nepříjemnosti vliv stresových situací parádivost ,...... - styl nákupu - velikost šatníku
Mechanický komfort: •vratné změny tvaru při pohybu těla •adaptace na tvar těla - pružnost - vratné protažení pletenin: 200-300% - vratné protažení tkanin: max 25% tvarová stálost - schopnost obnovení původního tvaru po deformacích v průběhu užívání- úhel zotavení vzhledová stálost - souvisí s opotřebením vláken při použití tření, oděr, tuhost, žmolkovitost.
Diskomfort - 25% povrchu pokožky je zvlhčeno potem rovnovážný stav
Tepelný komfort a) Tepelně izolační schopnost
- TI (úměrná tloušťce vlákna) tepelná vodivost, tepelný odpor b) Přenos vlhkosti - PV 1 - permeace vodních par nepřímo úměrná tloušťce 2 - přenos kapilární vlhkosti roste se smáčivostí, závisí na povrchovém napětí 3 - přenos vlhkosti hmotou vlákna - závisí na schopnosti absorbovat vlhkost
Tloušťka
0,8 - 2 [mm ]
Plošná hmotnost Koeficient tepelné propustnosti Koeficient Propustnosti vodních par
0,11 - 0,4 [ kg/m 2 ]
Prodyšnost vzduchu
14 - 22 [J/ m2 s K ]
0,44 - 0,7 [g/ m2 s bar ]
10 - 100 [m3 / m 2 s ]
Fyzikální vlastnosti související s komfortem
přenos tepla (tepelná izolace) tloušťka přenos vzdušné vlhkost přenos kapalné vlhkosti ochlazení větrem HS = (10.45 + 10 v − v)(33 − t )
HS ..... v ........ t .........
ztráta tepla těla [kcal.m-2] rychlost větru [m.s-1] teplota vzduchu [°C]
