Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 5

Katedra textilních materiálů

ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 5

π

[]

⎛ T = * ρ vk * ⎜ d 4 ⎝

2

n −1 2 ⎞ + sd ⎟ * 10 6 2n ⎠


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN

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


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna Použití pouze pro vlákna s kruhovým průřezem (vlna, polyester, polyamid) Přístroj: projekční mikroskop – lanametr * Vlákna jsou promítána na matnici, kde se měří tloušťka vláken v dílcích – nutno provést kalibraci systému pro přepočet na mikrometry [µm]. Mikrometry – mikrometrické měřítko 10 µm Objektiv 20x: 10 dílků = 20 µm => dílky

1 dílek = 2 µm

* Francouzsky vlna – laine (přístroj zkonstruován pro měření průměru vlny


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna Projekční mikroskop 1 – zdroj světla, 2 – kolektor, 3 – hranol, 4 – kondenzor, 5 – preparát, 6 – objektiv, 7 – hranol, 8 – zrcadlo, 9 – matnice

Matnice


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna

mv =

Tv =

π 4

* (d ) 2 * ρ vk *106

π 4

* d 2 * ρ vk * lv * K ρvk – hustota vláken [kg.m-3]:

[tex]

Vlna: 1329 – 1331 PES: 1338

d - průměr (tloušťka) vlákna [µm] přepočítaný na [m] ρvk - hustota vláken klimatizovaných [kg.m-3] lv - délka vlákna [m] K - konstanta pro přepočet jednotek (v našem případě K = 106) Tv vychází pro vlákna 0,1 – 0,9 tex = 1 – 9 dtex!!!

[ kg ]


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z tloušťky vlákna Tv =

π 4

* ( d ) 2 * ρ vk *10 6

Podle tohoto vztahu získáme pouze přibližnou hodnotu Tv !

[tex ]

Pro zpřesnění výsledku je nutno funkci Tv = f (d2) rozvinout podle Taylorova rozvoje

T =

π

[]

⎛ * ρ vk * ⎜ d 4 ⎝

2

+

n −1 2 ⎞ sd ⎟ *10 6 2n ⎠

2 ⎛π ⎞ = ⎜ ρ vk ⎟ * (d ) * sd2 ⎝4 ⎠ 2

sT

2

sT = sT2 = 2 *

π 4

[tex 2 ]

ρ vk * d * sd

[tex ]

[tex]


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z plochy průřezu vlákna

Tv =

π 4

* (d ) * ρ vk *10 2

6

[tex]

Plocha průřezu

SV =

π 4

*d 2

Pro stanovení plochy průřezu nutno zhotovit preparát v řezu a je nutno zkalibrovat systém. Při stanovení zobrazovacího modulu počítáme zobrazovací modul plošný (přes mikrometrické měřítko) Průřezy jsou d • Obkreslovány a planimetrovány • Fotografovány a planimetrovány • Přenášeny přes digitální kameru do systému obrazové analýzy – využití výpočetní techniky jednak ke snímání, tak k měření a výpočtům


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s výpočtem jemnosti z plochy průřezu vlákna

Tv =

π 4

* (d ) 2 * ρ vk *10 6

[tex]

přechází na

Ti = S i * ρ *10 6 [tex ]

Pro stanovení průměrné jemnosti je výhodné počítat pro každou plochu jemnost zvlášť. (Si je v [m2]) Mikroskopická metoda s využitím obrazové analýzy Vstup do systému obrazové analýzy: - mikroskop - makroskop - scanner - kamera


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Mikroskopická metoda s využitím obrazové analýzy


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Gravimetrická metoda stanovení jemnosti vláken Gravimetrická metoda : • přesné odměření délky vlákna • zvážení odměřené délky Nelze provádět u jednotlivých vláken – snopky vláken s přesně odříznutou délkou se zváží a pak se spočítá počet vláken ve snopku – mimořádné nároky na přístrojové vybavení a obsluhu Jemnost vláken:

mSv TV = [mg/m] = [tex] lSv * nV

• mSv - hmotnost svazku vláken [mg] • lSv - odříznutá délka svazku vláken [m] • nV

- počet vláken ve svazku


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Rezonanční metody stanovení jemnosti vláken Metody jsou založeny na stanovení frekvence, popř. délky vlny kmitající struny (vlákna),

1 F f = * * A [ Hz ] 2L m* g Délka vlny je závislá na • délce kmitající struny (vlákna), • hmotnosti vlákna • předpětí vlákna


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Rezonanční metody stanovení jemnosti vláken

f =

1 F * * A [ Hz ] 2L m* g

(

2 R A = 1+

)L E * π P

F - rezonanční frekvence [Hz] L - délka kmitající struny (vlákna) [m] F - napětí (předpětí) struny (vlákna) [N] m - hmotnost jednotky délky [kg] g - gravitační zrychlení [m.s-2] A - opravný koeficient (konstanta závislá na materiálu vlákna) R - poloměr kruhového průřezu struny (vlákna) [m] E - modul elasticity [Pa] P - předpětí [N]


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Přístroj VIBROSKOP Posunem dolní čelisti spojené se snímačem kmitů se hledá uzlový bod kmitajícího vlákna. V tomto případě je rozkmit vlákna největší a upínací délka L je rovna

L=

λ 2

[m]

Pak

1 P * f = 2L M

[ Hz ]

L – upínací délka [m] P - předpětí [N] M - hmotnost vlákna [kg]


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Přístroj VIBROSKOP

1 P f = * 2L M

M 1 1 [ Hz ] ⇒ = ∗ 2 ∗ P ∗ K [tex ] L f 2L

Vztah není nutno přepočítávat – jemnost se ukáže na displeji přístroje (v [dtex]) Totéž vlákno lze použít pro zjištění pevnosti a pro přepočet na relativní pevnost Fr [cN * dtex-1]


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Pneumatické metody měření jemnosti vláken jsou založeny na stanovení odporu vločky vláken ve tvaru ucpávky proti pronikání vzduchu Je nutno zajistit: -Konstantní hmotnost vločky -Konstantní tlakový spád -Konstantní plochu ucpávky z vláken -Konstantní výšku ucpávky

Výsledek měření zahrnuje vliv jemnosti vláken, povrchové struktury a průřezu vláken. Prostup vzduchu vlákennou ucpávkou závisí na velikosti pórů mezi vlákny.


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Pneumatické metody měření jemnosti vláken Mezi jemností vláken, množstvím prošlého vzduchu a poklesem tlaku za vlákennou ucpávkou při konstantním objemu vzduchu existuje vztah: Q

Q T= K 2 * ∆p

p1 L

A

Q p2

konstanta K2 :

(ρ * A * L − m ) = konst. 1 K2 = * K1 η * m 2 * ρ 2 * L2 * 4π 3

Q - objem proudu vzduchu [m3] ∆p - pokles tlaku za vlákennou ucpávkou [Pa] K1 - velikostní faktor ρ - hustota vláken [kg.m-3] A - velikost plochy vlákenné ucpávky [m2] L - délka vlákenné ucpávky [m] m - hmotnost vláken [kg] η - viskozita pronikajícího vzduchu [Pa.s]


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Přístroj MICRONAIRE (pro bavlnu) a WIRA (pro vlnu) Stupnice měřicího přístroje je cejchována přímo v jednotkách jemnosti. Pro bavlnu jsou přístroje cejchovány v jednotkách micronaire.

Vlákna jsou měřena ve vločce, tj. ve velkém souboru vláken, výsledky měření jsou průměrnou hodnotou jemnosti vláken ve vločce.


ZKOUŠENÍ TEXTILIÍ JEMNOST VLÁKEN Přístroj MICRONAIRE (pro bavlnu) a WIRA (pro vlnu) Převodní vztah mezi jednotkami micronaire a dtex :

M=

1µg 1 = 2,54 1"

[10-9kg/10-2m]

Převodní konstanta je 2,54-1.

MICRONAIRE

T [dtex]

Specifikace

do 3,0

1,18

velmi jemná bavlna

3,0 – 3,9

1,18 – 1,58

jemná bavlna

3,9 – 4,9

1,58 – 1,93

středně jemná bavlna

4,9 – 5,9

1,93 – 2,32

středně hrubá bavlna

od 6,0

nad 2,36

hrubá bavlna

Katedra textilních materiálů ENÍ TEXTILIÍ PŘEDNÁŠKA 5

Recommend Documents