3.4. Измерение поперечника волокон

Цель работы. Освоение методики измерения поперечника волокон с по­мощью микроскопа, а также использование доверительного интервала свод­ных характеристик тонины шерсти при оценке качества однородной и сорта неоднородной шерсти.

Задание. 1. Измерить с помощью микроскопа при увеличении 300—

400^х поперечник 20 случайно выбранных отрезков волокон.

2. Определить средний поперечник х, несмещенное среднее квадратиче-ское отклонение 5 и коэффициент вариации С поперечника, а также довери­тельные интервалы этих сводных характеристик по формулам (1.5), (1.7),

(1.9), (1.22), (1.23), (1.27), (1.28), (1.32) и (1.33) раздела 1.

3. Проверить соответствие результатов измерений нормальному распреде­лению по критерию Ц7 (см. раздел 1).

4. Определить цену деления с окулярного микрометра (мкм/дел) и под­считать значения среднего поперечника х и среднего квадратического откло­нения 5, а также их доверительные интервалы.

5. Оценить качество однородной или сорт неоднородной шерсти.

6. Построить диаграмму распределения волокон по поперечнику на ос­нове объединенных результатов всей группы (при измерении поперечника химических волокон и для сокращения времени исключают часть задания — нп. 5 и 6).

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Размер поперечника шерстяных волокон, называемый по ГОСТ 17514—80 [3.6] тониной шерсти, и его неравномерность явля­ются основными показателями, определяющими в стандартах качественные градации: качество однородной шерсти или сорт неоднородной шерсти. Для других волокон размеры поперечника измеряются в специальных исследованиях.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Для приготовления препарата из пробы вырезают участки волокон длиной около 2 мм и смешивают их с глицерином, приводя во взвешенное состоя­ние. Стеклянной палочкой берут на предметное стекло 1—2 капли смеси во­локон с глицерином и накрывают покровным стеклом.

На микроскопе с окулярным винтовым микрометром или с окуляром, имеющим окулярный микрометр, замеряют поперечник 20 волокон подряд без выбора, избегая повторного измерения одного и того же волокна. При измерении окуляр следует поворачивать, ставя шкалу перпендикулярно про­дольной оси измеряемых волокон (рис. 3.8). Результаты измерения окуляр­ным винтовым микрометром записывают в графы 2 и 3 таблицы (форма 3.7), а результаты измерений окуляром с микрометром — в графу 4. Расчеты, вы­полненные по пп. 2 и 4 задания, записывают в таблицу отчета (форма 3.8).

Форма 3.7

	Показания окулярного винтового микрометра
№ волокна 1				Поперечник в делениях окулярного		Отклонения отдельных измерений X,— X		(Х1-*)2
	первое Лп	второе А12
1	2	3	4		5		6

I 2

19' 20

Форма 3.8

Характеристика

Для

выборки

Для партии материала

к — средний поперечник, мкм

5 — несмещенное среднее квадратическое

отклонение, мкм С — несмещенный коэффициент вариации,

%

Методика измерения толщины волокон шерсти с помощью микроскопа-ланаметра изложена в ГОСТ 17514—-80 [3.6].

При измерении поперечника шерсти ее сорт или качество определяют сравнением результатов таблицы отчета (см. форму 3.8) с действующими стандартами. Оценка по доверительному интервалу может получиться в пре делах нескольких сортов или качеств. В этом случае для уточнения оценки проводят пов­торный анализ и доверительный интервал оп­ределяют по объединенным результатам двух выборок.

P ис. 3.8. Измерение поперечника волокна под микроскопом

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет по работе должен содержать: вид ис­следуемого волокна; результаты измерений (см. форму 3.7), расчет цены деления окуляр­ного микрометра:

с = 10В,/В₂,

где с — цена деления окулярного микрометра, мкм/дел; 10 — цена деления объективного микрометра, мкм; В₁ — намеченное для измерения число деле­ний объективного микрометра; B₂ = n₂ — n₁— разность двух отсчетов в деле­ниях шкалы окулярного микрометра при измерении В₁

Значения х к S, пересчитанные в микрометры и записанные в таблице (см. форму 3.8)

3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНИКА И СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ ТЕКСТУРИРОВАННЫХ НИТЕЙ

Цель работы. Изучение характеристик рыхлости текстурированных нитей и освоение проекционно-расчетиого метода их определения.

Задание. 1. Определить средний поперечник исходной комплексной и текстурированной сильнорастяжимой нити эластик проекционно-расчетным ме­тодом и массу исследуемого отрезка нити.

2. По полученным данным рассчитать среднюю плотность, удельный объ­ем и коэффициент увеличения поперечника первичной нити в результате тек-стурирования.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Текстурированные нити в отличие от обычных распушены и как следствие этого имеют больший поперечник и меньшую среднюю плотность, чем исходные [3.7].

Для выражения их рыхлости наиболее часто применяют сле­дующие характеристики: среднюю плотность б (мг/мм³) и удельный объем У_у (мм³/мг):

δ = т/V; V_у --= V/т,

где т — масса исследуемого отрезка нити длиной L (мм), мг; V — объем этого же отрезка нити, мм³.

Установлено, что текстурированные нити в большинстве слу­чаев имеют близкую к круглой форму поперечного сечения, поэтому объем исследуемого отрезка нити (мм³) можно опре­делить по формуле

V =π ,

где — средний поперечник нити, мм; L — длина нити, мм.

Рис. 3.10. Общий вид проекционного прибора «Микрофот 5ПО-1»

Тогда δ и V_у мож­но определить по сле­дующим формулам:

δ = т/V = т •4/ π =1.27T/d²*1000 (3.3)

V_у = V/т = π /4т = = 0,785 d² • 10³/T = = 785d²/T. (3.4)

Эффект, достигаемый при текстурировании, характеризуют увеличением попереч­ника, площади поперечного сечения и объема исходной нити или уменьшением ее средней плотности.

Чаще всего определяют коэффициент увеличения попереч­ника нити К (%) по формуле

K=100d_т.н./ d_т.р. (3.5)

где d_т. _и и d_т. р — средний расчетный поперечник текстурированной нити соот­ветственно в извитом и распрямленном виде.

Вследствие сильной деформируемости текстурированных ни­тей даже при очень малых давлениях контактные методы изме­рения на текстильных толщиномерах дают большие погреш­ности. Измерения с помощью микроскопов или какого-либо проекционного устройства весьма трудоемки, так как требуется выполнить очень много замеров ввиду большой изрезанности контура нитей, что обусловливается наличием извитков, спира­лей, петелек и др.

Разработанный в МТИ бесконтактный проекционно-расчет-ный метод обеспечивает достаточно высокую точность измере­ний. По этому методу отрезок текстурированной нити длиной L = 30 мм проецируют на экран (рис. 3.9) с помощью любого проекционного прибора. Контур проекции зарисовывают на бу­маге, а затем взвешивают отрезок нити и бумагу, вырезанную по контуру зарисовки.

Фактическую площадь проекции отрезка извитой нити Р_т. _и (мм²) длиной /_ (мм) рассчитывают по формуле

F_т.н.=m₁/m₀y²

где т1 и m₀ — соответственно масса бумаги, вырезанной по контуру зари­совки проекции извитой нити на экран, и масса 1 мм² бумаги, на которой делались зарисовки, мг; у — линейное увеличение проекционного прибора.

Средний поперечник d_т. _н. (мм) текстурированной нити опре­деляют по формуле

dт. н.= F _т.н. /L

Среднюю площадь поперечного сечения F_Т. _Р и поперечника исходной нити определяют, зарисовывая проекцию отрезка рас­прямленной текстурированной нити.

Среднюю плотность, удельный объем и коэффициент увели­чения поперечника определяют по формулам (3.3) — (3.5).

Для проецирования отрезков нитей и зарисовки их проекций удобно пользоваться проектором «Микрофот 5ПО-1», общий вид которого приведен на рис. 3.10.

В корпусе 5 прибора помещены оптическая система, питаю­щее устройство и экран 2. Лучи света от электролампы, отра­жаясь от поверхности зеркала под углом 90°, попадают в кон­денсор 6, над которым расположены образец нити 7, закреплен­ный в зажимах рамки 8, и объектив 9. Изображение образца 7 объективом 9 и зеркалом, помещенным в верхней части кожуха 1, направляется на наклонный экран 2, на поверхности которого закреплена бумага для зарисовки проекции образца.

Сменные объективы 3, вставленные в проемы фокусировоч-ной втулки 4, позволяют получить 10- или 16-кратное увеличе­ние проекции образца.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Образцы текстурированной нити с малой предварительной нагрузкой, равной 0,003 сН/текс распрямленной нити, закрепляют в зажимах рамки 8 (см. рис. 3.10), помещенной на столике корпуса 5 прибора. На экране 2 закреп­ляют бумагу, включают электролампу и зарисовывают контур проекции от­резка текстурированной нити в извитом состоянии. Затем нить срезают по кромке зажимов и взвешивают. После этого зарисовывают и затем взвеши­вают отрезки текстурированной нити, закрепив их в зажимах рамки 8с, предварительной нагрузкой 1 сН/текс, обеспечивающей полное распрямление извитков.

Типичные данные, характеризующие эффект текстурирования, приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Нити		Линейная плотность текстури­рованной нити Т, текс	Средняя плотность нити, мг/мм3			Удельный объем НИТИ, ММ9/МГ		Отношение текстурнрованной ити к Уу исходной нити
тсксту-рирован-ные			исход­ной	текстурн-рованной	исход­ной		текстури­рованной
	исходные
ластик	Капро новые	10X2	0,420	0,032	2,38		31,2	13,1
Мелан	Лавса- новые	11,1 X 2	0,480	0,039	2,08		25,7	12,3
Гофрои	Капро- новые	15,6X2	0,236	0,025	0,025		40,0	9,7
Таслан	То же	15,6	0,240	0,200	4,20		5,0	1,2

УКАЗАНИЯ ПО РАБОТЕ

Каждый студент должен определить среднюю плотность и удельный объем исходной и текстурированной нитей.

Отдельные студенты испытывают по одному виду текстурированных ни­тей (эластик, мерой, гофрон и др.), но в сводную таблицу (форма 3.9) вно­сят данные по нитям разных видов.

Форма 3.9

Нити

Линейная исходной нити T текс

Масса бумаги, мг

, мм

δ, мг/мм3

К, %

исход­ные

тексту-риро-ванные

т1

то

извитая нить

рас­прям­ленная нить

исход-пая нить

тексту-риро-ванная нить

Зажимную длину образца целесообразно брать равной 30 мм. Предвари­тельную нагрузку при испытании текстурированной нити в извитом состоянии от₂ (сН/текс) определяют по формуле

m₂ =0.003T,

а распрямленной нити m₃ — по формуле т₃ = 1 Т,

где Т — линейная плотность исходной нити, текс.

Для определения массы 1 мм² бумаги, на которой зарисовывают контуры проекции отрезков нитей, необходимо вырезать один квадратный образец раз­мером 50 X 50 мм и взвесить его.

Взвешивание отрезков нитей, вырезанных зарисовок и квадратных образ­цов бумаги размером 50 X 50 мм необходимо производить с погрешностью до 1 мг.

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: виды исследуемых нитей; краткое описание мето­дики и определение среднего поперечника нитей; результаты первичных изме­рений и характеристики рыхлости исходных и извитых нитей разных видов, записанные в таблицу (см. форму 3,9).