Визначення звивистості текстильних волокон

Мета роботи: вивчити характеристики інтенсивності та стійкості звивистості, методи їх визначення та апаратури, яка застосовується під час випробувань.

Матеріальне забезпечення: зразки бавовняного волокна, пристрій ИВ-3.

7.1. Стислі теоретичні відомості

Звивистість – розміщення подовжньої осі волокна або нитки по плоскій хвилеподібній або просторовій спіральній кривій. Вона є важливою характеристикою, яка визначає чіпкість і поведінку волокон у прядінні. Чіпкість у свою чергу впливає на коефіцієнт використання міцності волокон у міцності пряжі. Не звивисті гладкі волокна, навіть якщо вони є високоміцними, у суміші з менш міцними через малу чіпкість не призводять до підвищення міцності пряжі. Пряжа із звивистих волокон характеризується великою пухнастістю та дірчастістю, що дозволяє отримати із неї легкі вироби з добрими теплоізоляційними властивостями.

У бавовнику, коли лопається коробочка, волокна стикаються з повітрям, сильно висихають, стінки волокна зпадаються, причому волокно закручується навколо своєї осі. Закрученість змінюється за напрямком, вона йде то вліво, то вправо. Кількість завитків або поворотів стрічки волокна і є його звивистістю.

Звивистість коливається і змінюється на одному волокні. якщо звивистість більш рівномірна, то сила зчеплення волокон буде більшою. Звивистість залежить від ступеня зрілості волокна.

Для вираження інтенсивності та стійкості звивистості застосовують наступні характеристики:

Частота звивистості - (хвиль/см) кількість хвиль , які приходяться на 1см довжини не розпрямленого волокна:

(7.1)

Ступінь звивистості (%) – відношення приросту довжини волокна до моменту повного розпрямлення, виражене у відсотках від довжини не розпрямленого волокна:

, (7.2)

де - довжина волокна у момент повного розпрямлення хвиль, мм.

Стійкість звивистості (%) – ступінь звивистості волокна після прикладення до нього яких-небудь навантажень або деформацій, виражена у відсотках від початкового ступеня звивистості :

(7.3)

Застосовують наступні методи визначення звивистості волокон: стандартний та замальовування проекцій волокон або ниток на екран.

Стандартний метод: випробування проводять на пристрої ИВ-3. Приріст довжини волокна визначається автоматично за допомогою безконтактного транзисторного датчика, який забезпечує зупинку рухомого затиску у момент розпрямлення волокна.

Принципову схему пристрою ИВ-3 наведено на рис. 7.1. Волокно 1 закріпляють у нерухомому верхньому затиску 2 і рухомому нижньому 3, який отримує рух від ходового гвинта 4, зв’язаного через шестерні 5 і 6 з електродвигуном 7. Важіль 8, закріплений на вертикальній осі 9, притискається з певним зусиллям, величина якого встановлюється за допомогою пружини 10 від торсійних ваг. Вона закріплена на тій же осі 9 і створює обертальний момент, який регулюється в залежності від величини необхідного навантаження на важіль 8 і фіксується на шкалі 11.

Рис. 7.1. Принципова схема пристрою ИВ-3

В момент розпрямлення волокно, долаючи встановлене навантаження, відводить важіль 8 у нульове положення. При цьому пластина 12 важеля 8 входить у паз безконтактного датчика 13, який за допомогою реле блоку автоматики 14 відключає електродвигун, тобто зупиняє нижній затиск 3. Приріст довжини волокна у момент повного розпрямлення відраховується за лічильником 15, який зв’язаний з нижнім затиском і виведений на лицьову панель пристрою.

Пристрій забезпечує застосування затискних довжин 10,20,30 і 40мм, опускання нижнього затиску зі швидкістю 60мм/хв., точність відліку приросту довжини волокна 0,1мм.

Попереднє натягування волокон у затисках встановлюють рівним вазі 10м розпрямленого волокна. Абсолютну величину ваги попереднього натягування (мгс) визначають розрахунковим шляхом за формулою:

, (7.4)

де - лінійна щільність волокон в мтекс.

Для бавовняного волокна рекомендується затискна довжина мм

Звивистість волокон можна визначити замальовуванням проекцій волокон на екран. Елементарне волокно, закріплене у затисках з затискною довжиною мм і малою вагою попереднього натягування, рівною 3мгс, проектується на екран проектором мікрофот типу 5ПО-1 з 10-ти разовим збільшенням (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Оптична схема пристрою мікрофот 5ПО-1

Пучок світлових променів електричної лампи 1, відбиваючись від рефлектора 2, через конденсатор 3 попадає на дзеркало 4 і, переломлюючись під кутом 90⁰, падає у колектив 5, над яким розміщено зразок 6. Зображення зразка 6 об’єктивом 7 і дзеркалом 8 проектується на екран 9. У корпусі пристрою 10 розміщена оптична система, електричне живильне обладнання і екран 9.

За допомогою фокусної лінзи досягають чіткого зображення волокна на екрані, підраховують кількість дуг і, переміщуючи один із затисків за допомогою мікрогвинта до повного розпрямлення волокна мм. Ступінь звивистості визначають за формулою 7.2. Потім, переміщуючи рухомий затиск далі, розтягують волокно на 2% від довжини розпрямленого волокна, витримують його так протягом 30сек., повертають затиск у початкове положення і після відпочинку волокна протягом 3хв. визначають показник звивистості , який зберігся у ньому. Стійкість звивистості визначають за формулою 7.3.

Якщо немає рухомих затисків, перші дві характеристики можна визначити замальовуванням проекції волокна на папір і вимірюванням довжини звивистого волокна за допомогою лінійки, а розпрямленого - за допомогою курвіметра. (Курвіметр – пристрій для вимірювання довжини хвилястих ліній, який складається із зубчастого ролика відомого діаметра на ручці та лічильника пройденої кількості зубців. Для вимірювання довжини кривої по ній прокатують ролик курвіметра. Довжина кривої дорівнює діаметру ролика помноженому на кількість зубців на ролику.)