專利名稱：紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及測試領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種紗線橫截面上纖維堆砌密度測試中在不同的軸向張力下的測試樣品的制備系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
紡紗時(shí)纖維的軸向分布是紗線結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素，雖然尚不能提供足夠的信息來完全理解紗線三維結(jié)構(gòu)中的纖維構(gòu)造。填充密度普遍用于表示紗線的橫截面的纖維分布，以更加全面的檢測紗線結(jié)構(gòu)。 許多方法曾被用來計(jì)算纖維的堆砌密度。在一個(gè)實(shí)施例中，紗線的橫截面被分成若干個(gè)具有相等徑向?qū)挾然蛎娣e的環(huán)形區(qū)域。堆砌率可被定義為在給定的紗線橫截面的區(qū)域中的纖維總橫截面積與區(qū)域的總面積的比率。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過保持紗線長度不變來研究纖維的堆砌密度。但是，紗線堆砌率因?yàn)樘峁埩Φ母淖兌煌?，從而?dǎo)致研究的失敗。紗線中纖維的分布受紗線軸向張力的影響很大，并且紗線在通常應(yīng)用中不會(huì)保持在零張力的情況下，因此在研究時(shí)必須要考慮紗線的受張力狀態(tài)。但是超薄切片法準(zhǔn)備紗線樣品極為耗時(shí)，要在提高備樣效率的同時(shí)控制紗線的張力也是困難的。因此希望開發(fā)一種改良和有效的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試中在不同軸向張力下的紗線樣品制備系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，紗線樣品制備方法包括將具有紗線穿過的細(xì)管的一端密封，將所述細(xì)管的密封端固定在第一連接件上，施加張力給所述紗線，維持所述紗線的張力并將所述紗線的另一端固定在第二連接件上，在所述細(xì)管中填充樹脂。作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，紗線樣品制備系統(tǒng)包括穿過紗線的細(xì)管、用于固定細(xì)管的密封端的第一連接件、用于提供和調(diào)整紗線張力的張力計(jì)以及用于維持所述紗線的張力時(shí)將固定所述紗線的另一端的第二連接件。其他連接件可以用于制作額外的紗線樣品， 本系統(tǒng)還包括用于將系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件固定在垂直方向的兩個(gè)固定件。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是使用本系統(tǒng)制備紗線樣品的原理示意圖；圖2是使用本系統(tǒng)固化紗線樣品的原理示意圖；圖3是在Og的張力下制備24Nm毛紗的橫截面的示意圖；圖4是在3g的張力下制備24Nm毛紗的橫截面的示意圖；圖5是在6g的張力下制備24Nm毛紗的橫截面的示意圖；圖6是在8g的張力下制備24Nm毛紗的橫截面的示意圖；圖7是纖維堆砌率和紗線的徑向位置之間的關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的典型實(shí)施例，為了清楚的目的，那些對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的， 不影響對本發(fā)明的理解的某些特征沒有進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明的不僅僅局限于下面的具體實(shí)施例和本技術(shù)領(lǐng)域的任何人受本發(fā)明影響在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的范圍內(nèi)所做的各種變化和修改。例如在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求公開的范圍內(nèi)的不同具體實(shí)施例的要素和/或特征的相互結(jié)合和/或相互代替。 此外本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀完本發(fā)明說明書、附圖和權(quán)利要求后產(chǎn)生的任何明顯的改進(jìn)和修改應(yīng)當(dāng)認(rèn)為都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種紗線樣品的制作方法包括將具有紗線3穿過的細(xì)管2的一端密封，將細(xì)管2 的密封端固定在第一連接件1上，施加張力給紗線3，維持紗線3的張力并將紗線3的另一端固定在第二連接件4上，在細(xì)管2中填充樹脂6，如圖1和圖2所示。第一步可包括將具有紗線3穿過的細(xì)管2的一端密封，如圖1所示。細(xì)管2可以是允許紗線3穿過的任何形狀并且允許樹脂6注入。細(xì)管2的長度和直徑可以為與要制備的紗線制品的預(yù)期直徑一致的任何長度和直徑。優(yōu)選的，細(xì)管2可以是依據(jù)所使用超薄切片機(jī)而選擇的具有一定長度和直徑的塑料管?？梢允褂萌魏畏N類的纖維材料的紗線，例如長絲紗線或短纖紗。細(xì)管2的一端可通過折疊或本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中任一種方法進(jìn)行密封。 優(yōu)選的，當(dāng)細(xì)管2密封時(shí)，紗線3大致位于細(xì)管2的中心線附近。第二步可包括將細(xì)管2的密封端固定在第一連接件1上。第一連接件1可以是夾具，但是也可以使用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的其他類型的連接件或固定件。第三步可包括施加張力給紗線3，使用張力計(jì)5提供和調(diào)整張力到預(yù)期值。例如， 施加3g、6g或8g的張力給紗線3。當(dāng)然也可以使用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的其他類型的用于調(diào)整施加給紗線張力的設(shè)備。第四步可包括維持施加給紗線3的張力，并將紗線3的另一端固定在第二連接件4 上。注意必須保持細(xì)管2的垂直方向，紗線3應(yīng)當(dāng)接近細(xì)管2的中心線。第二連接件4可以是夾具，但是也可以使用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的其他類型的連接件或固定件。重復(fù)以上的步驟可以在相同或不同的張力下制備更多的紗線樣品。例如，如圖1 所示制備了 6個(gè)紗線樣品。第五步可包括將系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件向上旋轉(zhuǎn)，并且裝配固定件7和8，例如旋轉(zhuǎn)件可以向上旋轉(zhuǎn)180度。優(yōu)選的，在預(yù)期張力下紗線3固定在細(xì)管2中并且靠近細(xì)管2的中心線， 其中細(xì)管2如圖2所示維持垂直的方向，細(xì)管2的密封端和固定端應(yīng)當(dāng)面朝下。第六步可包括在細(xì)管2中填充樹脂6。樹脂材料包括例如萊卡樹脂填充材料 (Leica Historesin Embedding Kit)。但是也可以本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的其他樹脂材料。第七步可包括使用超薄切片機(jī)制備樹脂6固化后的樣品。樹脂6在室溫下固化 1-5小時(shí)，細(xì)管2從樹脂固化后的紗線樣品上移去。鑲嵌在固化樹脂中的制備好的紗線樣品然后可被加工成想要的長度和直徑供超薄切片機(jī)制成測試樣品?！N紗線樣品的制作系統(tǒng)可包括穿過紗線3的細(xì)管2、用于固定細(xì)管2的密封端的第一連接件1、用于提供和調(diào)整紗線3的張力的張力計(jì)以及用于維持紗線3的張力時(shí)將固定紗線3的另一端的第二連接件4。其他連接件可以用于制作額外的紗線樣品，本系統(tǒng)還包括用于將系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件固定在垂直方向的兩個(gè)固定件7和8。以上所述僅為本發(fā)明結(jié)合相關(guān)附圖的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡是本領(lǐng)域的技術(shù)人員受本發(fā)明內(nèi)容影響而做的各種變化和修改均應(yīng)包括在本發(fā)明的權(quán)利要求定義的范圍或精神內(nèi)。此外，本發(fā)明的不僅僅局限于下面的具體實(shí)施例和本技術(shù)領(lǐng)域的任何人受本發(fā)明影響在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的范圍內(nèi)所做的各種變化和修改。例如在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求公開的范圍內(nèi)的不同具體實(shí)施例的要素和/或特征的相互結(jié)合和/或相互代替。具體實(shí)施例1 在不同張力下的紗線樣品的超薄切片。在本實(shí)施例中，使用上述的系統(tǒng)和方法制備了提供不同張力的4個(gè)24Nm毛紗樣品。在顯微鏡下研究在不同的張力下制備的紗線樣品的超薄切片。在Og張力下制備的24Nm 毛紗樣品的橫截面的示意圖如圖3所示，在3g張力下制備的24Nm毛紗樣品的橫截面的示意圖如圖4所示，在6g張力下制備的24Nm毛紗樣品的橫截面的示意圖如圖5所示，在8g 張力下制備的24Nm毛紗樣品的橫截面的示意圖如圖6所示。在圖3中，當(dāng)紗線在Og張力下制作時(shí)，羊毛纖維分散地分布在整個(gè)圖像上。在圖 4中，當(dāng)紗線在3g張力下制作時(shí)，羊毛纖維比圖3中的更加緊密。在圖5中，當(dāng)紗線1在6g 張力下制作時(shí)，羊毛纖維比圖3和圖4中的更加靠近于紗線橫截面的中心位置。在圖6中， 當(dāng)紗線在8g張力下制作時(shí)，羊毛纖維比圖3至圖5中的更加密緊。因此得出紗線結(jié)構(gòu)隨著施加張力的增加變得更加緊密。具體實(shí)施例2 纖維堆砌率和紗線徑向位置之間的關(guān)系。在本實(shí)施例中，評估纖維堆砌率和紗線徑向位置之間的關(guān)系。在具體實(shí)施例1中的不同張力下的羊毛樣品被用來測量堆砌率和紗線徑向位置關(guān)系，結(jié)果如圖7所示。如圖7所示，一方面，纖維堆砌率隨著張力下紗線徑向位置的變化而變化。另一方面，所述軸向張力的增加，紗線的橫截面的直徑減少，并且纖維的堆砌率變得更高，意味著紗線結(jié)構(gòu)變得越來越緊密。以上所述僅為本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的保護(hù)范圍及相關(guān)變形，凡是權(quán)利要求定義的方法范圍、權(quán)利要求定義的所有系統(tǒng)，無論是直接使用還是等同變化，均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述方法包括將具有紗線穿過的細(xì)管的一端密封； 將所述紗線的一端固定在第一連接件上； 施加張力給所述紗線；維持所述施加的張力并且將所述紗線的另一端固定在第二連接件上；以及在所述細(xì)管中填充樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，還包括步驟在所述細(xì)管中填充所述樹脂前，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)件朝上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，還包括步驟使用兩個(gè)固定件固定所述旋轉(zhuǎn)件以維持所述旋轉(zhuǎn)件的垂直位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，還包括步驟在所述細(xì)管中填充所述樹脂后，在室溫下固化所述樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，還包括步驟固化所述樹脂后，移去所述細(xì)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述紗線包括長絲紗線或短纖紗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述施加張力包括使用張力計(jì)施加張力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述樹脂包括萊卡樹脂填充材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述第一連接件包括夾具。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述第二連接件包括夾具。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備方法，其特征在于，所述細(xì)管包括塑料管。
12.—種紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于穿過紗線的細(xì)管；用于固定連接所述紗線的一端的所述細(xì)管的一端的第一連接件； 用于提供和調(diào)整所述紗線張力的張力計(jì)；以及維持所述紗線上施加的張力時(shí)，用于固定所述紗線的另一端的第二連接件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于將旋轉(zhuǎn)件固定在垂直位置上的固定件。
14.一種如權(quán)利要求1-13中任一所述的制備紗線樣品的方法。
15.一種如權(quán)利要求1-13中任一所述的制備紗線樣品的系統(tǒng)。
16.上述權(quán)利要求1-13中任一披露的每個(gè)特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過顯微鏡測量在不同軸向拉力下紗線橫截面上纖維堆砌密度測試樣品的制備系統(tǒng)和方法，其中制備方法可包括將具有紗線穿過的細(xì)管一端密封，將所述紗線的密封端固定在第一連接件上；施加張力給所述紗線；維持所述紗線的張力并且將所述紗線的另一端固定在第二連接件上；在所述細(xì)管中填充樹脂。
文檔編號D02J1/22GK102272366SQ200980154275
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者華濤, 徐賓剛, 郭瀅, 陶肖明 申請人:香港紡織及成衣研發(fā)中心