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纖維類測試儀器

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1 纖維類測試儀器 -纖維長度測量   

 

纖維長度是決定紡紗性能的重要因素,它與紡紗工藝密切相關,是確定纖維品質所必須檢驗的項目。纖維在充分伸直狀態下的長度,稱為伸直長度。L1為未伸直纖維兩端問的距離,即纖維自然長度。   

A、單根纖維長度測量方法   

將纖維逐根伸直,測量其單根長度的方法,稱為單根纖維長度測量法。   

 

2 纖維類測試儀器 -手工法

  

1.石蠟油玻璃板法   

2.夾鑷法   

3 纖維類測試儀器 -儀器法

  

儀器使測量單纖維長度的自動化程度進一步提高,鑷子夾取的一根待測纖維,由導板、壓板與墊塊之間引出,並將檢測絲抬起。鑷子尖端放在滾筒上的螺旋溝槽中,用鑷子尖端在停止的位置處觸動一下琴鍵,備琴鍵的記錄形成所測纖維的長度根數分佈。   

B、梳片式和羅拉式長度測量儀   

一、梳片式纖維長度測量儀   

整理平直的纖維束放置在梳片上,壓叉將纖維束壓入梳針內,露出的一端逐次抽出部分纖維,疊放到梳片的另一端,做成一端平齊的纖維束。   

二、羅拉式纖維長度測量儀   

纖維長度測量儀是選分纖維長度的另一類儀器。把纖維整理成一端平齊,使從羅拉鉗口送出,平齊的一端在前,較短的纖維先脫離羅拉鉗口的控制。用鉗夾將脫離控制的纖維分別加以收集和稱重。儀器可以得出纖維長度重量分佈。   C、切斷稱重法   

D、光電式長度測量方法與儀器   

1940年美國赫脫爾(Hertel)在前人關於棉條中纖維被握持的理論曲線的基礎上,提出了纖維長度照影儀曲線的理論,並研究創製出光電式長度儀。儀器經過多次改進,它的基本原理仍然是基於用梳子或梳齒夾隨機夾取纖維,測量伸出夾持線的纖維長度與纖維量分佈,這種分佈與纖維排成一端平齊的長度分佈之間有一定數學關係。由於取樣和整理纖維所花費時間大為減少,可以快速得到試驗結果。HVI大容量纖維測試儀   

二、纖維捲曲性能測試   

n捲曲可以使短纖維紡紗時增加纖維之間的摩擦力和抱合力,使成紗具有一定的強力。   

A、纖維捲曲的檢驗方法   

(一)放大鏡法   

(二)投影法   

三)傳統捲曲彈性儀   

扭力天平的平衡力對纖維載入輕負荷和重負荷,步進電機傳動下夾持器升降,計數輸入步進電機的脈衝數進行長度測量。通過放大鏡人工目光點數25mm中纖維的捲曲波數。   

(四)自動纖維捲曲彈性儀   

採用圖像處理技術檢測纖維25mm長度內的捲曲數,減小人工點數纖維捲曲數的不確定性。由高精度測力感測器測試纖維所受輕負荷和重負荷,測力範圍20Mn,力值解析度0.01mN,下夾持器行程40mm,長度解析度0.01mm。   

三、纖維熱收縮率測試儀器   

各種化學纖維熱收縮的溫度和熱收縮率是不同的。如果把熱收縮率差異較大的化學纖維混紡和交織,則在印染加工過程中,會造成紗線收縮不一,致使布面產生疵點。滌綸短纖維千熱處理溫度為180℃,時間30分鐘。   

A、化學短纖維熱收縮測試儀   

測量單根纖維乾熱或濕熱處理前後長度的變化。纖維熱收縮測試儀原理是,攝像裝置逐根依次讀取試樣圓筒架上所掛纖維加熱前和加熱后長度的變化,自動計算纖維平均熱收縮率和變異係數。由計算機通過顯示屏監視測試過程並自動列印測試結果。   

熱收縮率測量範圍0~25%,熱收縮率測量誤差≤±0.1%,上下夾持器間距20mm   

為使收縮率測量準確可靠,應注意以下問題:   

1、所選烘箱要有足夠的功率和良好的加熱恆溫性能,筒子放入烘箱內的位置對測試結果有較大影響,操作時筒子安放在靠近烘箱內的溫度感測器部位。筒子放入烘箱后,輕輕關上烘箱門,待溫度升至180℃時,才開始計時,加熱時間30分鐘。一個烘箱內只能放一個筒子,由於放兩個筒子時間長,烘箱關門后溫度下降很多,再回升至180℃所花時間長,熱收縮率會偏小。   

2、纖維所加張力應保持所有纖維試樣都伸直捲曲消失。   

四、纖維細度測試儀器   

紡織纖維,不論是天然的還是化學的,其細度和截面形狀都有很大的不同。羊毛和一些化學纖維的截面是圓的,棉、麻,絲以及另一些化學纖維的截面是不規則的。纖維細度是影響紗線性質最重要的因素之一,細羊毛比粗羊毛具有更高的紡紗和商業價值。化學纖維的細度在製造過程中可以控制。由於纖維細度對織物某些性能的特殊作用,化學纖維近年來發展了超細纖維織物產品。總之,纖維細度對成紗及織物性能的影響是十分顯著的。紡織品的彎曲剛性、懸垂性以及手感受纖維細度的影響很大。細的纖維易於彎曲,手感柔軟。   

測量纖維細度的方法,大致可以有以下幾種:   

1)稱重法 包括逐根測量單根纖維長度后稱重。束纖維定長切斷稱重。   

(2)氣流儀法 利用氣流通過纖維產生的阻力大小,推求纖維比表面積,從而可以求取纖維細度大小,棉纖維氣流法所測結果與纖維線密度和成熟度有關,   

(3)投影直徑法 包括光學投影測量纖維直徑、液體分散法測量單根纖維直徑以及氣流分散法測量單根纖維直徑等。   (4) 單根纖維振動法測量纖維線密度。   

A、氣流法測量纖維細度   

棉纖維試樣在一定壓力差下的氣流儀流量讀數,與纖維成熟度比M和線密度H乘積成正比。也就是說,氣流儀讀數與棉纖維成熟度和線密度兩個指標都有關係,這個量值就稱為馬克隆值(MioronaireValue)。   

橋式氣流儀,主要利用氣橋工作原理。   

定流量式氣流儀,ISO10306《棉纖維——氣流法測試成熟度的方法》中,敘述了測試細度的原理、計算公式和主要參數。   

B、激光纖維細度測量儀,用激光法測量單根纖維的直徑是基於光散射原理。當纖維橫向掠過定向良好的細窄圓形截面的激光光束時,由於纖維表面對激光的散射使光束被纖維所遮斷而部分消光。當纖維到與激光光束直徑重合位置時,遮光面積具有最大值Am,此時光電檢測器所轉換的電信號產生峰值。若激光光束直徑D為一定,纖維直徑為d和最大遮光光面積Am之間存在一定數學關係。   

C、纖維快速測量系統(AFIS方法),首先將試樣經過開松、梳理,並用氣流將微塵、雜質和纖維分離。進入多孔針輥導氣孔中的氣流,較重的雜質粒子在第一道逆嚮導流槽中從纖維和微塵中分開,並排出系統之外。較輕的纖維和微塵在導流槽空氣的作用下返回針輥。微塵在離心力作用下被分離,並被拖入多孔針輥由套筒限制的區域。纖維經第一和第二固定梳理板的梳理后被直接送至第二針輥,由第二逆嚮導流槽去除其中殘餘的雜質,纖維在經過第三固定梳理板作最後梳理后被空氣輸出系統之外。三種相分離的成分有著不同的氣流軌跡,可用光電或其他方法進行測量。   

D、振動法測量纖維線密度,採用弦振動原理,測量在一定振弦長度和張力下的纖維固有振動頻率,由弦振動公式自動計算單根纖維線密度,線密度測量範圍0.6-40dtex。近年來,國際化學纖維檢驗方法標準(ISO5079-1995和國際化學纖維標準化局發布的BISFA試驗方法標準)推薦優先採用「振動式纖維細度儀」與強伸儀聯機測試纖維比強度和線密度,中國標準與國際標準試驗原理相同。   

四、纖維強伸度測試儀器   

紡織材料的拉伸性能主要包括強力和伸長兩方面。紡織品的拉伸性能與組成的纖維拉伸性能有關。天然纖維中的麻伸長小,其製品剛硬;羊毛伸長大,其製品柔軟。化學纖維的強力和伸長可在加工過程中控制。除拉伸斷裂特性外,纖維在外力作用下的變形回復能力,影響紡織品的尺寸穩定性和使用壽命。有時還要測定紡織材料的蠕變、應力鬆弛、反覆拉伸特性等。強力試驗儀器種類很多,從原理上分有機械式和電子式兩大類。機械式強力儀有擺錘式、斜面式和槓桿式等。從動力來源來分,有電動式、重力式、水壓式和液壓式。   

A、擺錘式強力儀,纖維束所受力與擺桿偏轉角度的正弦成正比。   

B、電子強力儀,電子強力儀測力感測器有電阻式、電感式等。電阻式感測器是電子強力儀中應用最為廣泛的測力感測器,其基本工作原理在於金屬電阻絲的應變電阻效應,即電阻絲在受到外力作用時產生變形引起電阻變化,通過測量電阻變化推知所受外力的大小。   

(1) 一次拉伸試驗,可以得到材料負一荷伸長曲線,以及試樣的斷裂強力、伸長、初始模量、屈服點應力—應變等指標。   

(2) 應力鬆弛試驗,最大伸長限設置在某一定伸長值,拉伸試樣時,橫樑運動達到設定的伸長值時自動停止。由於試樣內應力鬆弛,負荷會隨時間而逐漸減小。   

(3)定伸長彈性試驗,最大伸長限設置在某一伸長值,當拉伸試樣至最大伸長限,如圖所示曲線由O到A時,橫樑停止運動,此時記錄紙也停止運動。橫樑停頓一定時間后,由於試樣內應力鬆弛,曲線由A下降到B。然後橫樑反向運動至試樣原始長度時自停。在橫樑反向運動時,記錄紙後退,得到BCO曲線。橫樑經過一定時間停頓后,再進行第二次拉伸,得圖中OEF曲線,由所得拉伸圖可計算試樣的彈性指標。   

(4)定伸長反覆拉伸試驗,拉伸試樣時,橫樑自動在最大伸長限和最小伸長限範圍內往返運動,記錄紙運動與橫樑同步,得到如圖所示曲線。經一定循環次數后,測其永久變形大小。   

(5) 負荷循環試驗 ,用於控制橫樑運動,使拉伸過程中試樣負荷保持不變,可進行試樣蠕變及定負荷反覆拉伸試驗。  C、纖維電子強力儀,是一種數據處理功能很強的電子強力測試儀器,它可以象普通強力儀器一樣測量纖維的絕對強力,也可與振動式細度儀聯機使用,通過微機介面通訊自動計算單根纖維的比強度,以及計算與纖維線密度有關的單根纖維的模量與斷裂比功,繪製負荷一伸長曲線。可測試纖維比強度。 

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