專利名稱：纖維抗張強度的絕對測量方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的測量方法。
在紡織工藝中，紡織纖維抗張(tearing strength)強度的測量對于紡紗中所期待的問題和可獲得的紗線強度能提供重要的信息。
測量單根纖維抗張強度的傳統(tǒng)方法已為人們熟知，然而在市場上還沒有一種儀器廣泛地應用這些方法。這種方法的一個實例在US-A 5,167,150 SHOFNER ET AL中已有說明。
一般在市場上所見的測量儀器是以測量纖維束的抗張強度為基礎的。最重要的儀器有商品名稱為Pressley，Stelometer和HVI的各種纖維強力儀。
在測量所謂卜氏強力指數(shù)(Pressley index)時，把一束經(jīng)過精梳和平行的纖維夾緊在兩個夾子的爪中，此兩個夾子之間沒有間隙，把伸出在夾子外面的纖維剪掉，加大負載臂上的滑動重量使張力增大，直到纖維束拉斷為止。斷裂荷重便能在負載臂上讀出。隨后對纖維束進行稱重。于是卜氏強力指數(shù)便可從纖維重量和斷裂荷重計算出。
Stelometer儀的功能與Pressley儀相同，但夾子之間的間隙并非為零，而是 英寸。因此可從纖維的伸長來求出結(jié)論。
HVI儀主要是以Stelometer的設計為基礎的。在這些全自動的測量儀器中，由于種種理由纖維束不能進行稱重。在拉力試驗中，有一測力傳感器對這一位置的最大拉力進行測量。利用一另外的傳感器能確定纖維束內(nèi)部恒定質(zhì)量點的位置。這個質(zhì)量點的測量并不得出纖維數(shù)目、纖維重量或纖維截面的任何絕對指示。藉助一以克/特(g/tex，DIN標準60905，60910)表示的已知抗張強度的標準棉花能對恒定質(zhì)量點進行標定。標準棉花的離散性和給定值測量的精確度將影響測量儀器之間的離散性和單臺儀器的再現(xiàn)性。在質(zhì)量點檢測與實際抗張強度測量之間，纖維束是移動的，而纖維束可能按纖維特性而變動，從而由于質(zhì)量點偏移而導致離散性的增大。標定工作還造成大量的時間消耗。這對于有速度要求的測量儀器而言是十分重要的。HVI儀的功能從各種測量儀器中已為人們所熟知。
在所有已知的纖維束抗張強度測量方法中，實際的斷裂纖維的截面只能間接地近似確定。因此測量結(jié)果將出現(xiàn)較大的離散性。另外一個缺點是纖維的卷曲無法排除，也就是說纖維斷裂的時點受到每根纖維的獨特卷曲的強烈的影響。因此所測量的纖維束抗張強度同當時的卷曲度密切有關(guān)。
本發(fā)明旨在排除上述缺陷。其目的是提供一種建立在絕對測量方法的基礎上的用以測量纖維，特別是紡織用纖維的抗張強度的方法。
本發(fā)明對所提出的任務是利用權(quán)利要求1所具有的特征來解決的。
按照本發(fā)明的方法排除了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，其特征在于它是一種絕對的測量方法而無需采用標準棉花。
本發(fā)明的其他有利的安排在有關(guān)的從屬權(quán)利要求中予以說明。
本發(fā)明的創(chuàng)造和發(fā)展可根據(jù)一個實施例的部分概略圖進行詳細說明如下，其中

圖1表示為實施本發(fā)明方法的裝置在拉斷模件開啟時的縱向截面概略圖；圖2表示為實施本發(fā)明方法的裝置在拉斷模件閉合時的縱向截面概略圖；圖3表示圖2截面的放大圖；圖4表示在拉斷前沿圖2中直線IV-IV的橫向截面；圖5表示在拉斷后沿圖2中直線IV-IV的橫向截面；茲根據(jù)圖1～5對按本發(fā)明的方法進行詳細探討如下為了準備纖維試樣，首先采用一已知的開啟模件，例如EP-B1393360 GLOOR，和一個由Siegfried Peyer(派雅)公司命名為“Fibro liner，商用名稱的已知儀器來校直纖維(EP-B1294571 VOLLM)，以形成一束端部整齊、具有代表性的薄的單層的纖維。
如圖1所示，由鉗子2夾住的端部排齊的纖維束1被“Fibroliner，的針板輸送到開啟的拉斷模件3、3′，4、4′之間。當鉗子2一離開拉斷模件3、3′，4、4′時，鉗爪3，4和3′，4′便自動關(guān)閉。由例如刷子、毛氈、多孔塑料、皮革或織物所構(gòu)成的拉伸裝置9通過向纖維束1中各單根纖維提供一極小的預張力可將每根纖維的卷曲消除。當纖維束1到達某一固定長度或取決于長度分布的拉伸位置時，鉗爪3，4和3′，4′便施加一夾緊力約為400牛的負載。
如圖2所示，現(xiàn)在纖維束1已作好抗張強度測量的準備。為了測量單根纖維的厚度起見，設置了一個帶有光源8的照明鏡7、一個成像物鏡5、以及一個CCD攝像機。這些成像單元5，6，7，8作為一個整體在一平行于纖維平面13的平面內(nèi)垂直于纖維而移動，并測量纖維束1中每根纖維的厚度。鉗爪3，4與3′，4′之間的間隙11的典型值為 英寸。
如圖3所示，纖維厚度的測量應盡可能在靠近鉗爪3和3′處進行。在鉗爪3，4和3′，4′之間具有兩部分不同的纖維。其一部分纖維12包括由兩對鉗爪3，4和3′，4′共同夾緊的、并在抗張強度測量中被拉斷的纖維。另一部分纖維10包括其端頭位于間隙11之內(nèi)而僅被鉗爪4，4′所夾緊的纖維。這部分纖維10對抗張強度測量沒有什么影響。這種情況顯然是由于纖維束1的端部排齊問題所引起的。如果厚度的測量盡可能靠近鉗爪3，3′的話，則斷裂纖維的數(shù)目和截面便能十分準確地確定。
圖4表示纖維束1的纖維以無卷曲的方式引入閉合的拉斷模件3，4之間以及CCD攝像機隨同成像物鏡5從初始位置對單獨纖維成橫向地移動到其終端位置5′，6′。鉗爪3(它同位于圖紙平面上方的配合件3′將纖維夾緊)現(xiàn)在以恒定的速度按箭頭14的方向而移開。
內(nèi)藏的測力傳感器16記錄所出現(xiàn)的拉力，另一個距離傳感器17測量鉗爪3所經(jīng)過的距離。
圖5表示在從拉斷模件3，4中取出之前的被拉斷的纖維束1。所測得的拉力曲線的趨勢和厚度測量的結(jié)果可求出量綱為[Nmm-2]的最大拉力。該值可通過計算機20用相應的常數(shù)換算成[克/特]的量綱。
由于拉力、纖維截面的正確記錄和纖維卷曲被消除的結(jié)果，拉斷力能夠在不用標準棉花的情況下進行絕對的測量。
厚度測量的結(jié)果當然并非只能用以測量抗張強度。在紡織技術(shù)中，纖維的細度是一個通用的重要參數(shù)。因此按照本發(fā)明的方法還具有另外的優(yōu)點，即它同時也能以較高的精度來測量其他參數(shù)，例如纖維細度，熟成度和螺旋等。
影響纖維強度的一個干擾因素是濕度。記錄和考慮含水量能提高測量結(jié)果的再現(xiàn)性。因此在按本發(fā)明方法的一個推薦實施例中，在測量抗張強度之前，先把纖維束1的長度分布在一電容檢測場內(nèi)進行測量。適用于此目的的儀器是“Almeter”(由SiegfriedPeyer公司所制)。它用電容法對端部排齊的纖維束的長度分布進行測量。
介質(zhì)的變化會導致檢測電容器的電容量變化。介質(zhì)受潮濕纖維，例如棉花中所含水份的影響要比纖維素的影響大10倍。因此電容值的絕對變化主要取決于含水量和存在的纖維數(shù)。相反，光學的厚度測量僅次要地受濕度的影響。光學厚度測量與電容測量的差異對含水量是一個很好的衡量。利用此附加的參數(shù)便能確定與濕度無關(guān)的抗張強度。
權(quán)利要求
1.用以測量纖維，特別是紡織用纖維的抗張強度(tearingstrength)的方法，其特征在于包括下述步驟A)把待測量的纖維或該纖維的部分區(qū)段整理成單層的平面形纖維束(1)；B)把纖維束(1)在纖維平面(13)內(nèi)同纖維方向垂直地沿著兩條具有預定間隙的平行直線(18，19)而予以夾緊；C)對夾緊在兩條直線(18，19)之間的纖維部分(12)的截面進行單獨確定，然后求和而得出總的截面；D)在纖維平面(13)中按箭頭(14)的方向在兩條直線(18，19)之間施加一拉力把纖維束(1)拉離，直到斷裂為止；E)從所發(fā)生的拉斷力和所確定的總截面來確定抗張強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于纖維束(1)的纖維在拉斷試驗之前施以一極小的預張力，使它消除卷曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于纖維截面的測量是這樣實現(xiàn)的；把纖維束(1)帶到具有光源(8)的照明鏡(lighting objective)(7)與成像物鏡(5)之間，并把垂直于纖維平面(13)的成像光學裝置所產(chǎn)生的圖象輸送到CCD攝像機(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于CCD攝像機(6)是一步一步地從逐根纖維經(jīng)過整個纖維束(1)的寬度而移動的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一的方法，其特征在于纖維束(1)的纖維藉助于鉗爪(3，4、3′，4′)沿著直線(18，19)而被夾緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于纖維截面的測量盡可能靠近沿著鉗爪(3，3′)的直線(19)，在這里鉗爪(3，3′)夾緊著較少數(shù)量的單根纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于鉗爪(3，4，3′，4′)之間的間隙為1～5毫米，最好處于2.5～3.5毫米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7之一的方法，其特征在于在測量抗張強度之前還需進行以下的其它步驟F)在一電容測量場中對纖維束(1)的長度分布進行測量；G)根據(jù)步驟C的光學厚度測量與電容測量之間的差異來確定纖維的含水量；H)從所發(fā)生的拉斷力、所確定的總截面以及所測量的含水量，可確定與濕度無關(guān)的抗張強度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8之一的方法，其特征在于在步驟A中的待測纖維或該纖維的部分區(qū)段被整理成端部排齊的纖維束(1)。
10.用以實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1～9之一的方法的裝置，其特征在于a)鉗爪(3，4，3′，4′)，在它們中間可把一束單層的平面形纖維束(1)以垂直于纖維方向而沿著兩條具有預定間隙的平行直線(18，19)在纖維平面(13)內(nèi)予以夾緊和拉斷；b)帶有光源(8)的照明鏡(7)和成像物鏡(5)，其光路是這樣安排的，使它能以垂直于鉗爪(3，4，3′，4′)的纖維平面(13)的方向而移動；c)CCD攝像機(6)，對它可以輸入成像物鏡(5)所產(chǎn)生的圖象；d)用以測量鉗爪(3，4，3′，4′)之間所發(fā)生的拉斷力的測力傳感器(16)；以及e)計算機(20)。
全文摘要
用以測量纖維，特別是紡織用纖維的極限抗張溫度的方法包括以下步驟A)把待測的纖維或該纖維的部分區(qū)段整理成單層的平面形的纖維束(1)；B)把纖維束(1)在纖維平面(13)內(nèi)同纖維方向垂直地沿著兩條具有預定間隙的平行直線(18，19)而予以夾緊；C)夾緊在兩條直線(18，19)之間的纖維部分(12)，其截面可以單根地進行確定，然后求和而得出總的截面；D)在兩條直線(18，19)之間的纖維束(1)上按箭頭(14)的方向在纖維平面(13)內(nèi)施加拉力直到拉斷而分離；E)根據(jù)所發(fā)生的拉斷力和所確定的總截面可確定抗張強度。
文檔編號G01N3/02GK1123055SQ95190074
公開日1996年5月22日 申請日期1995年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月10日
發(fā)明者R·格盧爾 申請人:澤韋格路瓦有限公司