Способ определения плотности ворсового покрытия

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ВОРСОВОГО ПОКРЫТИЯ, получаемого при электрофлокировании, заключающийся в том, что материал освещают параллельным пучком света и измеряют оптическое пропускание ворсового слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудоемкости, дополнительно измеряют оптическое пропускание ворсового покрытия с максимально допустимой плотностью ворса, а величину плотности ворса определяют по формуле

где n_макс плотность ворсового слоя образца с максимально достижимой при данных условиях флокирования плотностью ворса;
T_макс оптическое пропускание ворсового слоя образца с плотностью n_макс; T оптическое пропускание ворсового слоя исследуемого образца.

Изобретение относится к методам испытания и контроля качества текстильных материалов с ворсом, нанесенным в электрическом поле.
Для измерения плотности ворсового покрытия, т.е. количества волокон на единицу площади, существует метод привеса, заключающийся в том, что образец единичной площади взвешивают на аналитических весах до и после нанесения ворса, а плотность определяют по формуле
n где P разность масс образца до и после нанесения ворса;
d диаметр одного волокна;
l длина волокна;
плотность материала ворса.
Диаметр одного волокна и его длину определяют под микроскопом.
Этот способ является разрушающим материал, кроме того, величина полученной плотности содержит значительную погрешность из-за неоднородности волокон по длине и толщине.
Известен способ определения плотности ворсового покрытия по оптическому пропусканию образцов с ворсовым покровом, который заключается в том, что строят градуировочную зависимость плотности ворса ( определенной каким-либо иным способом) от оптического пропускания для различной плотности ворса.
Недостатками этого способа являются:
большие затраты времени на построение градуировочной зависимости, поскольку требуется изготовить и промерить не менее 8-10 образцов с различной плотностью:
изменение длины ворса, диаметра, материала, цвета, электрофизических параметров, условий нанесения, например напряженности электрического поля, требует построения новой градуировочной зависимостиж
точность метода неизбежно низка для малых плотностей ворса из-за большой погрешности определения малых привесов ворca.
Целью изобретения является повышение точности определения плотности при одновременном снижении трудоемкости процесса измерения.
На чертеже изображен график, где представлены результаты измерения плотности по привесу и по предлагаемому способу.
Способ реализуется следующим образом.
Ворсовой материал с максимальной плотностью оcвещают параллельным пучком монохроматического света. Одновременно тем же источником и таким же образом освещают образец основы с клеевым слоем, которые были использованы для нанесения ворса. Оба оптических сигнала регистрируют одинаковыми датчиками. Таким образом, получают значение
Т_макс= I_мaкс/I_о, где I_макс интенсивность света, прошедшего через образец с плотностью n_макс;
I_o интенсивность света, прошедшего через образец с плотностью n=0, т.е. через основу с клеевым слоем.
Далее аналогично измеряют оптическое пропускание I для исследуемого образца и определяют значение Т=I/I_б. После этого легко определить его плотность n по предлагаемой формуле. Образец с максимальной плотностью получают путем многократного флокирования (обычно трехкратного), пока привес ворса после I-го флокирования не будет m_i< m_i и, например, по привесу определяют плотность ворса на нем, т.е. величина максимально допустимой плотности для данного ворса однозначно связана (через среднюю ориентацию ворса) с условиями флокирования и является параметром этого процесса, не зависящим от времени нанесения. Кроме того, поскольку эта плотность максимальна и не зависит от времени нанесении, то ее определение по привесу возможно с наибольшей точностью. Таким образом, измерив оптическое пропускание лишь через один изготовленный образец с известной максимальной плотностью перед началом процесса флокирования (учет влияния основы с клеевым слоем может быть легко автоматизирован в двухканальной оптической схеме), определяют значение плотности ворса n любого образца в абсолютных единицах для данного ворса и условий флокирования. Измерения могут проводиться как в статическом, так и в непрерывном режиме при производстве флокированных материалов.
П р и м е р. Исследуемые образцы получены путем нанесения вискозного ворса длиной l=0,5 мм и диаметром d=0,2 мм в электрическом поле на тканевую подложку с клеевым слоем в течение 3-60 с. Напряжение на электродах 60 кВ. Расстояние между электродами 120 мм. Образец с максимально достижимой плотностью получен путем трехкратного флокирования по 30 с каждое. Его конечная плотность равна 568 1/мм². Данные по плотности, измеренной по привесу и по предлагаемому способу, представлены в таблице и для наглядности на графике для всех образцов. Для измерений по предлагаемому способу используют двухканальную оптическую схему, где в один канал устанавливают основу с клеевым слоем, а в другой исследуемые образцы с ворсовым слоем. Затем получают разностный сигнал, исключая тем самым влияние основы с клеевым слоем. Рассчитывают погрешность, полученную при измерении плотности ворса по методу привеса, которая приведена в таблице.
2 + +
Из приведенных данных видно, что погрешность определения плотности ворса по методу привеса для малых значений плотности весьма велика и составляет 8-12% что неизбежно приводит к высокой погрешности при построении градуировочной зависимости согласно известному способу. Это же видно на графике. Разброс точек плотности ворса на градуировочной зависимости (по известному способу) значительно больше, чем по предлагаемому способу.
В предпоследней строке таблицы (пример 1) отсутствует значение плотности, поскольку согласно предлагаемому способу, в качестве предельной плотности брали значение, определенное по привесу n_макс=568 1/мм².
Прямая, представленная на графике, получена по методу наименьших квадратов с использованием данных плотности ворса, рассчитанных по привесу ворса на всех девяти образцах. Формула этой прямой записана с учетом нормировки на величину (1-Iмакс/Io) и выглядит следующим образом:
n 6,9 + 560
Величину получают, устанавливая в один канал основу с клеевым слоем (сигнал I_o), а в другой канал либо образец с предельной плотностью n_макс (сигнал I_макс), измеряя при этом сигнал, пропорциональный I_o-I_макс, либо измеряемый образец, получая сигнал, пропорциональный I_o-I. Затем берут отношение Т.е. для измерения плотности ворса необходимо знать лишь величину n_макс и I_o-I_макс, после чего по величине I_o-I автоматически определяют соответствующую плотность n.
При этом время получения градуировочной зависимости для девяти точек 65 мин, а время получения и измерения образца с предельной плотностью 8 мин.
Сущность изобретения: определяют оптическое пропускание T_макс ворсового слоя для образца с известной максимально достижимой для данных условий флокирования плотностью ворса n_макс измеряют оптическое пропускание Т ворсового слоя исследуемых образцов, получаемых с тем же ворсом и при тех же условиях флокирования, а плотность определяют по формуле n = n_макс(1-T)/(1-T_макс). 1 ил. 1 табл.