26.11.2014 Views

Návody na cvičení ze ZVT

Návody na cvičení ze ZVT

Návody na cvičení ze ZVT

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>Návody</strong> <strong>na</strong> <strong>cvičení</strong> <strong>ze</strong> <strong>ZVT</strong><br />

(ZPRACOVATELSKÉ VLASTNOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN)<br />

Miroslava Maršálková<br />

2003


Náplň <strong>cvičení</strong> z předmětu<br />

ZPRACOVATELSKÉ VLASTOSTI TEXTILNÍCH VLÁKEN<br />

NÁPLŇ CVIČENÍ:<br />

1. týden Úvod, bezpečnostní předpisy, pomůcky,zadání domácí práce<br />

2. týden Úloha 1 – 11, zadání semestrální práce<br />

3. týden Úloha 1 – 11<br />

4. týden Úloha 1 – 11<br />

5. týden Úloha 1 – 11<br />

6. týden Úloha 1 – 11<br />

7. týden Úloha 1 – 11<br />

8. týden Úloha 1 – 11<br />

9. týden Úloha 1 – 11<br />

10. týden Úloha 1 – 11<br />

11. týden Úloha 1 – 11<br />

12. týden Úloha 1 – 11<br />

13. týden Úloha 1 – 11<br />

14. týden Náhrady <strong>cvičení</strong>, zápočet<br />

SEZNAM ÚLOH:<br />

1. Vlhkost vlákenné suroviny<br />

2. Soudržnost vlákenných poloproduktů<br />

3. Zjišťování měrné hmotnosti materiálů<br />

4. Zjišťování délky vláken nepřímou metodou<br />

5. Jemnost vláken metodou měření průměrů <strong>na</strong> obrazové a<strong>na</strong>lý<strong>ze</strong>, micro<strong>na</strong>ire (WIRA)<br />

6. Pevnost a tažnost jednotlivých vláken<br />

7. Svazková pevnost a jemnost bavlněných vláken<br />

8. Tření vláken<br />

9. Migrace vláken v průřezu pří<strong>ze</strong><br />

10. Vliv zákrutu <strong>na</strong> pevnost pří<strong>ze</strong><br />

11. Zkoumání povrchové struktury a poško<strong>ze</strong>ní vláken, přízí a plošných textilií pomocí<br />

REM<br />

Použité normy:<br />

1. ČSN 80 0074<br />

2.<br />

3. ČSN 80 0065<br />

4. ČSN 80 0034<br />

5. ČSN 80 0050, ČSN 80 0242, EN ISO 1973<br />

6. ČSN 80 0073, EN ISO 2062, EN ISO 5079<br />

7.<br />

8.<br />

9.<br />

10. ČSN80 0701<br />

11.<br />

2


Úloha 1<br />

VLHKOST VLÁKENNÉ SUROVINY<br />

Zadání : U předloženého vlákenného materiálu určete:<br />

- standardní suchou hmotnost vzorku<br />

- vlhkost vzorku<br />

Pomůcky : kondicionovační přístroj<br />

Princip : Zkouška se provádí v souladu s ČSN 80 0074.<br />

Vlhkost vlákenného materiálu se zjišťuje vysoušením:<br />

- Zkoušený vzorek se zváží, přesnost vážení se uvádí v 0,1 % hmotnosti materiálu.<br />

- Vzorek se vysouší při stanovené teplotě až do ustálení hmotnosti vzorku.Vzorek je<br />

považován za vysušený, když rozdíl mezi dvěma váženími v dvacetiminutových intervalech<br />

není větší než 0,1 % původní hmotnosti.<br />

Vysoušecí teploty : pro všechny textilie 107 ± 2 °C<br />

pro přírodní hedvábí 140 °C<br />

pro syntetická vlák<strong>na</strong> 80 ÷ 85 °C<br />

Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

- standardní suchá hmotnost vzorku [ g ]<br />

m<br />

dtr<br />

1<br />

= mtr<br />

⋅<br />

1+<br />

K<br />

K=<br />

c⋅<br />

( x−9,5<br />

)<br />

pro → ba: c = 1,9 10 -4 vl: c = 5,3 10 -4 VS: c = 4,8 10 -4<br />

ϕ1<br />

⋅ pS<br />

x = 622⋅<br />

101−ϕ<br />

⋅ p<br />

ϕ<br />

ϕ1<br />

=<br />

100<br />

1<br />

S<br />

- vlhkost vzorku [ % ]<br />

u<br />

f<br />

=<br />

m<br />

f<br />

− m<br />

m<br />

dtr<br />

dtr<br />

⋅ 100<br />

Uf … skutečná vlhkost vzorku [ % ]<br />

m f … původní čistá hmotnost vzorku [ g ]<br />

m tr … čistá hmotnost vysušeného vzorku [ g ]<br />

K … korekční faktor<br />

p S … tlak <strong>na</strong>sycené páry při teplotě t [ kPa ]<br />

ϕ … relativní vlhkost vzduchu přiváděného pro sušení [ % ]<br />

x … obsah vlhkosti vzduchu pro sušení [ % ]<br />

3


Úloha 2<br />

SOUDRŽNOST VLÁKENNÝCH POLOPRODUKTŮ<br />

Zadání : U předloženého vlákenného poloproduktu určete jeho maximální průměrnou<br />

pevnost a koeficient zpracovatelnosti.<br />

Pomůcky : Tira-test 2300, elektronické váhy Sartorius<br />

Princip : Zkouška se provádí <strong>na</strong> testovacím přístroji Tira-test2300. Upí<strong>na</strong>cí délka vlákenného<br />

poloproduktu musí být větší než maximální délka vláken. Při <strong>na</strong>pínání dochází až do<br />

maximální pevnosti F H k <strong>na</strong>rovnávání vláken. Vytváří se tak <strong>na</strong> grafu oblast soudržnosti,<br />

kterou je popsá<strong>na</strong> plochou A S . Po dosažení F H dochází ke skluzu vláken, který se vyjadřuje<br />

pomocí plochy grafu A K .<br />

F[N]<br />

F H<br />

A S A K<br />

∆l [mm]<br />

A S … práce soudržná<br />

A K … práce klouzavá<br />

F H … maximální pevnost vlákenného poloproduktu<br />

K … koeficient<br />

A C … práce celková<br />

AS<br />

K = []<br />

A<br />

C<br />

= AS<br />

+ A<br />

A<br />

K<br />

1 [ J ]<br />

Ideální koeficient zpracovatelnosti je roven 1, většinou je ale menší než 1.<br />

Plochu A S a A K zjistíme planimetrováním nebo vážením.<br />

f<br />

F<br />

T<br />

H<br />

S<br />

=<br />

−1<br />

[ N ⋅tex ]<br />

f S … poměrná pevnost vlákenného poloproduktu<br />

T … délková hmotnost vlákenného poloproduktu<br />

K<br />

4


Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

l 0 = 300 mm<br />

F 0 = 0,5 N<br />

Předložený materiál musí být bez zákrutů.<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9<br />

10<br />

x<br />

s<br />

v[%]<br />

F H [N] T [ktex] f S [N/ktex] A S [g] A K [g] K<br />

5


Úloha 3<br />

ZJIŠŤOVÁNÍ MĚRNÉ HMOTNOSTI MATERIÁLŮ<br />

Zadání : Podle zjištěné měrné hmotnosti předloženého vlákenného materiálu určete o jaký<br />

materiál se jedná.<br />

Pomůcky : pyknometr, elektronické váhy Sartorius<br />

Princip : Měrná hmotnost vlákenných materiálů se určuje zpravidla pyknometrickou<br />

metodou.<br />

Metoda spočívá ve vážení pyknometru s plnící kapalinou a pyknometru s plnící kapalinou a<br />

vlákenným materiálem.<br />

Plnící ( imerzní ) kapali<strong>na</strong> musí splňovat následující podmínky:<br />

- chemická neutrálnost<br />

- nesmí zbotnávat vlákno<br />

- pomalá penetrace do mikropórù vláken<br />

Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

Na základě <strong>na</strong>měřených hodnot se měrná hmotnost ρ stanoví výpočtem podle vztahu:<br />

mv<br />

⋅ ρ<br />

k<br />

ρ =<br />

[kg.m -3 ]<br />

m + P − P<br />

v<br />

k<br />

kv<br />

m v ...hmotnost vláknitého materiálu [ g ]<br />

ρ k ....měrná hmotnost plnící kapaliny [ kg.m -3 ]<br />

P k ....hmotnost pyknometru <strong>na</strong>plněného kapalinou [ g ]<br />

P kv ....hmotnost pyknometru <strong>na</strong>plněného kapalinou a vlákenným materiálem [ g ]<br />

číslo vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3<br />

měření P k m v P kv P k m v P kv P k m v P kv<br />

1<br />

:<br />

5<br />

x<br />

s<br />

v[%]<br />

6


Ná<strong>ze</strong>v vlák<strong>na</strong><br />

bavl<strong>na</strong><br />

len<br />

konopí<br />

juta<br />

ramie<br />

vl<strong>na</strong><br />

přírodní hedvábí<br />

viskóza<br />

acetát<br />

polyamid 6<br />

polyamid 6.6<br />

polyuretan<br />

polyester<br />

polyethylen<br />

polypropylen<br />

polyakrilonitril<br />

polyvinylchlorid<br />

polyvinylalkohol<br />

skleněná vlák<strong>na</strong><br />

čedičová vlák<strong>na</strong><br />

Zkratka<br />

CO<br />

LI<br />

HA<br />

JU<br />

RA<br />

WO<br />

SE<br />

CV<br />

CA<br />

PA<br />

PA<br />

PU<br />

PL<br />

PE<br />

PP<br />

PAN<br />

GF<br />

-<br />

ρ [kg.m 3 ]<br />

1,55.10 3<br />

1,49.10 3<br />

1,48.10 3<br />

1,45.10 3<br />

1,50.10 3<br />

1,30.10 3<br />

1,37.10 3<br />

1,52.10 3<br />

1,31.10 3<br />

1,15.10 3<br />

1,15.10 3<br />

1,21.10 3<br />

1,38.10 3<br />

0,96.10 3<br />

0,91.10 3<br />

1,20.10 3<br />

1,40.10 3<br />

1,30.10 3<br />

2,49.10 3<br />

2,80.10 3<br />

Bod měknutí [°C]<br />

žloutne při 120<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

křehne při 100<br />

nižší než u vlny<br />

ztráta pev. při 150<br />

175 - 190<br />

170<br />

235<br />

175<br />

235 - 245<br />

107 - 110<br />

140<br />

235<br />

72 - 75<br />

170<br />

500 - 600<br />

1000 - 1100<br />

Bod tání [°C]<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

260<br />

215<br />

260<br />

230<br />

250 - 260<br />

110 - 120<br />

170 - 175<br />

253 - 266<br />

100<br />

220<br />

1100 - 1200<br />

1200 - 1300<br />

t rozkladu [°C]<br />

130<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

130<br />

150<br />

175 - 205<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

300<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

f [mN.tex -1 ]<br />

390 - 470<br />

440 - 540<br />

245 - 290<br />

54 - 180<br />

245 - 490<br />

100 - 200<br />

275 - 370<br />

250 - 260<br />

120 - 160<br />

350 - 400<br />

400 - 500<br />

70<br />

400 - 450<br />

400<br />

500 - 600<br />

180 - 450<br />

350 - 400<br />

500 – 600.10 3<br />

800 – 100.10 4<br />

180 – 700.10 6<br />

ε [%]<br />

6 -10<br />

0,6 - 2<br />

1,5 - 3<br />

1,5 - 2<br />

6 - 10<br />

25 - 35<br />

13 - 25<br />

20<br />

25 - 35<br />

24 - 34<br />

26 - 32<br />

500<br />

19 - 23<br />

20 - 80<br />

25 - 30<br />

15 - 22<br />

23<br />

20 - 26<br />

3,5 - 4<br />

1 – 1,7<br />

7


Úloha 4<br />

ZJIŠŤOVÁNÍ DÉLKY VLÁKEN NEPŘÍMOU METODOU<br />

Zadání : U předloženého vzorku pramene bavlněných vláken stanovte jejich délku nepřímou<br />

metodou.<br />

Popište přímé metody měření délky vláken.<br />

Pomůcky : fibrogram FM – 22/A (Autostampler)<br />

Princip : U této metody měření délky vláken se neproměřují jednotlivá vlák<strong>na</strong>, ale celý<br />

sva<strong>ze</strong>k paralelně uspořádaných vláken. Vlivem změny intenzity prochá<strong>ze</strong>jícího světla, která je<br />

vyhodnocová<strong>na</strong> číslicovým a<strong>na</strong>lyzátorem, je urče<strong>na</strong> délka vláken.<br />

Vzorek prochází 4 pásmy:<br />

1. pásmo – hřebenem se přes perforovanou stěnu <strong>na</strong>bírají vlák<strong>na</strong> do druhého hřebenu<br />

2. pásmo – slouží k pročesání pramene a k odstranění přebytečných vláken<br />

3. pásmo – dva kartáče v protisměru se otáčející uvolňují volná vlák<strong>na</strong><br />

4. pásmo – vakuová komora<br />

– dvě spojené čočky<br />

– sací zaří<strong>ze</strong>ní<br />

Výsledkem jednoho měření jsou dvě hodnoty délek L 1 a L 2 . L 1 je délka 50% vláken, L 2 je<br />

délka 2,5% vláken.<br />

FIBROGRAF:<br />

100% Relativní počet vláken<br />

50%<br />

2,5%<br />

L 1<br />

L 2<br />

Délka vláken<br />

8


Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9<br />

10<br />

x<br />

s<br />

v[%]<br />

L 1 [ mm ] L 2 [ mm ]<br />

9


Úloha 5<br />

JEMNOST VLÁKEN METODOU MĚŘENÍ PRŮMĚRŮ NA OBRAZOVÉ ANALÝZE,<br />

MICRONAIRE (WIRA)<br />

Zadání : V průběhu <strong>cvičení</strong> :<br />

- se sez<strong>na</strong>mte s programem LUCIA G<br />

- proměřte průměry vláken předloženého materiálu a proveďte vyhodnocení <strong>na</strong>měřených<br />

výsledků, k protokolu přiložte obrazovou dokumentaci<br />

- stanovte průměr vláken v proudu vzduchu<br />

- z obou metod určete jemnost vláken v [tex] pomocí zpřesněného Taylorova vzorce<br />

Pomůcky : obrazový a<strong>na</strong>lyzátor LUCIA G, Wira Wool Fineness Meter FM 06<br />

Princip : Vlastní a<strong>na</strong>lýza obrazu probíhá podle schématu :<br />

snímání obrazu ⇒ transformace obrazu ⇒ segmentace obrazu ⇒ vlastní měření<br />

Snímáním a převedením obrazu do digitální formy <strong>na</strong>stává a<strong>na</strong>lýza obrazu v užším slova<br />

smyslu. Jsou pro ni typické úpravy neboli transformace obrazu, dále identifikace objektů či<br />

textur neboli segmentace a <strong>na</strong>konec kvantifikace do ome<strong>ze</strong>ného množství dat a měření.<br />

Smyslem takového zachá<strong>ze</strong>ní s obra<strong>ze</strong>m je získání reprodukovatelných a repre<strong>ze</strong>ntativních<br />

dat, které jsou pro studované struktury typické a mají výz<strong>na</strong>m pro daný obor.<br />

• měření průměrů vláken pomocí obrazové a<strong>na</strong>lýzy<br />

- připravit preparát <strong>ze</strong> zkoumaných vláken (příčný řez svazkem vláken)<br />

- okalibrovat systém obrazové a<strong>na</strong>lýzy při zvětšení, které se bude používat pro měření<br />

- upravit kontrast obrazu<br />

- provést vlastní měření (minimálně 20)<br />

- získaná data exportovat do tabulkového programu Excel a vyhodnotit<br />

• měření průměru vláken v proudu vzduchu:<br />

Měření se provádí v souladu s ČSN 80 0242.<br />

- vzorek vláken stanovené hmotnosti se stlačí <strong>na</strong> konstantní objem ve válcovité komoře<br />

s perforovaným čelem, ke kterému je připojen průtokoměr a tlakoměr<br />

- vlák<strong>na</strong> jsou ulože<strong>na</strong> tak, aby ležela převážně v pravém úhlu k delší ose komory<br />

- regulovaný proud vzduchu pak prochází stlačenými vlákny a <strong>na</strong> stupnici tlakoměru se<br />

odečítá změ<strong>na</strong> tlakové výšky, <strong>ze</strong> které se vypočítá průměrná tloušťka vláken<br />

Vzorek má hmotnost 1,5 ± 0,0002g.<br />

Při měření udržujeme konstantní průtok vzduchu <strong>na</strong> hodnotě 680 l/ h.<br />

Po ustálení průtoku vzduchu se odečte <strong>na</strong> stupnici pokles vodního sloupce p [mm].<br />

10


Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

• měření průměru vláken v proudu vzduchu:<br />

i-tý vzorek p i d i [µm]<br />

1<br />

:<br />

10<br />

x -<br />

s -<br />

v[%] -<br />

d<br />

i<br />

=<br />

124000<br />

p<br />

i<br />

kde:<br />

d i … i-tý průměr vlák<strong>na</strong> [µm]<br />

p i … pokles vodního sloupce i-tého vzorku [mm]<br />

• měření průměrů vláken pomocí obrazové a<strong>na</strong>lýzy<br />

i-tý vzorek d i [µm] T i [tex]<br />

1<br />

:<br />

10<br />

x -<br />

s -<br />

v[%] -<br />

11


Úloha 6<br />

PEVNOST A TAŽNOST JEDNOTLIVÝCH VLÁKEN<br />

Zadání : U předloženého vzorku stanovte :<br />

- průměrnou pevnost F [N], s F 2 , s F , v F<br />

- průměrné poměrné prodloužení ε [%], s ε 2 , s ε , v ε<br />

- vypočítejte intervaly spolehlivosti<br />

Pomůcky : vlákenná trhačka<br />

Princip : Jednotlivá vlák<strong>na</strong> předloženého materiálu se zalepí do pomocného rámečku. Vlák<strong>na</strong><br />

se upnou do vlákenné trhačky a provede se <strong>na</strong> nich konvenční tahová zkouška. Měření se<br />

provádí podle ČSN 80 0200, pro účely laboratorních <strong>cvičení</strong> je modifikováno.<br />

Vlastní měření a zpracování <strong>na</strong>měřených hodnot :<br />

Rozměry pomocného rámečku: vnitřní – 10 x 10 mm<br />

Upí<strong>na</strong>cí délka l 0 = 10 mm<br />

Počet měření n = 25<br />

Tabulka <strong>na</strong>měřených a vypočtených hodnot:<br />

i F i [N] ∆l i [mm] ε[%]<br />

1<br />

:<br />

20<br />

x<br />

s<br />

v[%]<br />

Pevnost F<br />

Absolutní prodloužení ∆l<br />

n<br />

F = 1 ∑ F i<br />

[N] ∆l = 1 ∑ ∆ l i<br />

[mm]<br />

n i=<br />

1<br />

n i=<br />

1<br />

n<br />

Poměrné prodloužení ε<br />

ε = ∆l * 100<br />

[%]<br />

l 0<br />

12


Úloha 7<br />

SVAZKOVÁ PEVNOST A JEMNOST BAVLNĚNÝCH VLÁKEN<br />

Zadání : U předloženého vzorku bavlny stanovte svazkovou pevnost vláken a jemnost<br />

vláken.<br />

Pomůcky : Micro<strong>na</strong>ire, Pressley, torzní váhy<br />

Princip :<br />

Pressley : Plochý sva<strong>ze</strong>k paralelně uspořádaných bavlněných vláken se upne do čelistí<br />

přístroje a konce vláken přesahující vnější strany čelistí se odříznou. Pak se sva<strong>ze</strong>k vláken<br />

působením tahové síly <strong>na</strong>píná až do přetržení. Hodnota pevnosti se přečte <strong>na</strong> stupnici<br />

přístroje, zjistí se hmotnost vláken ve svazku a vypočítá se poměrná pevnost N/tex.<br />

Micro<strong>na</strong>ire : Vzorkem (5g) bavlněných vláken prochází vzduch. Propustnost je udává<strong>na</strong> <strong>na</strong><br />

stupnici přístroje jako množství prochá<strong>ze</strong>jícího vzduchu vzorkem. Mikronérní hodnota<br />

v závislosti <strong>na</strong> rozměrové vlastnosti bavlněného vlák<strong>na</strong> charakterizuje především jemnost<br />

bavlněných vláken.<br />

Zpracování výsledků měření :<br />

Svazková pevnost bavlněného vlák<strong>na</strong>:<br />

Cejchovací bavl<strong>na</strong><br />

Měření pevnost hmotnost<br />

v librách [mg]<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

x - -<br />

PI ○<br />

pevnost<br />

v librách<br />

Zkoušená bavl<strong>na</strong><br />

hmotnost<br />

[mg]<br />

PI ○<br />

Jemnost bavlněného vlák<strong>na</strong>:<br />

Měření Jemnost [Mi]<br />

1<br />

…<br />

5<br />

x<br />

PI<br />

0<br />

pevnost v librách<br />

=<br />

hmotnost mg<br />

[ ]<br />

- převodní konstanta Mi (~10 -6 g.25,4mm -1 ) <strong>na</strong> dtex je 1<br />

2,54<br />

Hodnocení:<br />

Svazková pevnost<br />

Jemnost<br />

PI ○ Stupeň pevnosti Mi Stupeň jemnosti<br />

<strong>na</strong>d 8,80 velmi pevná pod 3,00 velmi jemná<br />

8,00 – 8,79 pevná 3,01 – 3,99 jemná<br />

7,00 – 7,99 středně pevná 4,00 – 4,99 průměrná<br />

6,10 – 6,99 málo pevná 5,00 – 5,99 středně hrubá<br />

pod 6,09 nepevná <strong>na</strong>d 6,00 hrubá<br />

13


Výpočty :<br />

- pro každý sva<strong>ze</strong>k se vypočítá poměrná pevnost r p [N.tex -1 ]:<br />

FL .<br />

b<br />

rp<br />

=<br />

3<br />

m.10<br />

F … zjištěná pevnost svazku [N]<br />

m … hmotnost přetrženého svazku vláken [mg]<br />

L b … svazková délka [mm]<br />

(při nulové upí<strong>na</strong>cí délce L b =11,81 mm, při upí<strong>na</strong>cí délce 3mm L b =15 mm)<br />

- upravená poměrná pevnost r pu [N.tex -1 ] se vypočítá <strong>na</strong> základě výsledků zkoušek<br />

s cejchovací bavlnou:<br />

FS<br />

rpu = rp.<br />

K<br />

f<br />

; K<br />

f<br />

=<br />

F<br />

F S … standardní hodnota pevnosti cejchovací bavlny [N]<br />

F Z … zjištěná hodnota pevnosti cejchovací bavlny [N]<br />

K f … korekční faktor<br />

Z<br />

2


Úloha 8<br />

TŘENÍ VLÁKEN<br />

Zadání : Určete statický a dy<strong>na</strong>mický koeficient tření u předloženého vlákenného materiálu.<br />

Pomůcky : zaří<strong>ze</strong>ní pro měření tření vláken<br />

Princip : Tření je jednou z příčin soudržnosti vláken v lineárních textiliích. Negativně<br />

ovlivňuje <strong>na</strong>př. vznik elektrostatického náboje, <strong>na</strong>rušení vláken oděrem. Tření souvisí<br />

s povrchem vláken a rychlostí jejich pohybu.<br />

N<br />

F t<br />

F t<br />

= µ ⋅<br />

N<br />

N …normálová síla<br />

F t …třecí síla<br />

µ …koeficient tření<br />

Na <strong>na</strong>kloněné rovině se měří úhel α náklonu roviny, při kterém se zatížená vlák<strong>na</strong> začnou<br />

pohybovat a čas, který je třeba, aby vlák<strong>na</strong> překo<strong>na</strong>la délku <strong>na</strong>kloněné roviny s 2 .<br />

α<br />

s 2<br />

Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

Číslo měření α [º] t [s]<br />

1<br />

:<br />

10<br />

x<br />

s<br />

v[%]<br />

Statický koeficient tření vypočteme z úhlu <strong>na</strong>klonění roviny:<br />

f = tgα<br />

Dy<strong>na</strong>mický koeficient tření vypočteme z odečteného času a úhlu podle vztahu:<br />

a<br />

fD<br />

= tgα<br />

−<br />

g ⋅ cosα<br />

S<br />

2<br />

− k2 + k2 −4k1k<br />

a =<br />

2k<br />

1<br />

3<br />

3


k1<br />

2<br />

k =− t + 1<br />

; k = 4s<br />

4<br />

2<br />

= t ;<br />

2 ( 4s2<br />

8s<br />

)<br />

3 2<br />

t … měřený čas průběhu úseku mezi snímači [s]<br />

s 1 … dráha od výchozí polohy třecího elementu k prvnímu snímači [0,01m]<br />

s 2 … dráha mezi dvojicemi snímačů, po kterou snímáme čas [0,13m]<br />

4


Úloha 9<br />

MIGRACE VLÁKEN V PRŮŘEZU PŘÍZE<br />

Zadání : U daného vzorku stanovte koeficient migrace komponent. Z předloženého preparátu<br />

získejte pomocí obrazového a<strong>na</strong>lyzátoru LUCIA M obrazovou dokumentaci, kterou použijete<br />

pro výpočet koeficientu migrace .<br />

Pomůcky : světelný mikroskop, obrazový a<strong>na</strong>lyzátor LUCIA M<br />

Princip : Rozložení vláken (migrace) v příčném řezu pří<strong>ze</strong> je ukazatelem kvality mísení při<br />

výrobě směsových přízí. Stanovíme-li rozložení vláken z patřičného množství řezů, můžeme<br />

stanovit úroveň promísení při konkrétním přádním plánu. Je zřejmé, že bude-li promísení<br />

nedoko<strong>na</strong>lé a vlák<strong>na</strong> budou migrovat do shluků, může se to projevit <strong>na</strong>př. pruhovitostí barvené<br />

plošné textilie.<br />

Obecnou metodou stanovení migrace vláken z příčného řezu pří<strong>ze</strong> je rozložení řezu <strong>na</strong><br />

radiální zóny a stanovení počtu vláken jednotlivých komponent v těchto zónách.<br />

Metoda dle Hamilto<strong>na</strong><br />

Průřez pří<strong>ze</strong> se rozdělí <strong>na</strong> pět radiálních zón s konstantním přírůstkem poloměru (obr. 4)<br />

. V každém mezikruží se sečte počet vláken podle komponent. Metoda používá statistických<br />

metod přepočítávající počet vláken <strong>na</strong> momenty rozdělení počtu vláken podle čísla zóny.<br />

I<br />

II III IV V<br />

Obr. Radiální zóny<br />

Souhrnný moment rozložení, který je roven součtu pěti částečných momentů, se <strong>na</strong>zývá<br />

moment skutečného rozložení M skut . Kromě toho jsou definovány tři hypotetické případy<br />

rozložení :<br />

- ideální rovnoměrné rozložení M st<br />

- výskyt sledované komponenty pou<strong>ze</strong> ve vnitřních zónách M vnitř<br />

- výskyt sledované komponenty pou<strong>ze</strong> ve vnějších zónách M vnej<br />

Při skutečném umístění vláken ve vnějších zónách, kdy M skut > M st , je koeficient migrace:<br />

M M M<br />

skut<br />

−<br />

st<br />

=<br />

⋅10 2 [%]<br />

M − M<br />

vnej<br />

ve vnitřních zónách řezu M skut < M st :<br />

M M M<br />

skut<br />

−<br />

st<br />

=<br />

⋅10 2 [%]<br />

Mst<br />

− Mvnitø<br />

Koeficient migrace udává, jak dalece v % jsou směsované komponenty umístěny<br />

radiálně v průřezu nitě. Při výpočtu se vylučuje třetí střední zó<strong>na</strong> :<br />

M skut = M Z1 + M Z2 + M Z3 + M Z4 + M Z5 =<br />

= (-2 * a 1 ) + (-1 * a 2 ) + 0 * a 3 + (1 * a 4 ) + (2 * a 5 ) =<br />

= 2 * (a 5 - a 1 ) + a 4 - a 2<br />

kde : a 1 - a 5 ...počet vláken komponenty A v zónách 1 - 5<br />

-2, -1, 0, +1, +2 ... ukazatel umístění v zónách<br />

M Z1 - M Z5 ... momenty rozložení pro zóny 1 - 5<br />

N<br />

A<br />

M st = [ 2⋅( n5 − n1) + ( n4 − n2)<br />

]<br />

N<br />

st<br />

5


Vlastní měření a zpracování <strong>na</strong>měřených hodnot :<br />

Pomocí obrazové a<strong>na</strong>lýzy vytvořit obraz řezu pří<strong>ze</strong> a provést výpočet.<br />

Pro zjednodušení výpočtu je vhodné použít následující tabulky. Koeficient migrace<br />

stanovte pou<strong>ze</strong> pro jednu komponentu, pro druhou vyjde koeficient migrace číselně shodný<br />

pou<strong>ze</strong> s opačným z<strong>na</strong>ménkem.<br />

Parametr Počet vláken Celkové množství<br />

vláken<br />

Číslo zóny 1 2 3 4 5<br />

Umístění zóny -2 -1 0 +1 +2<br />

Komponenta A: a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 N A<br />

Komponenta B: b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 N B<br />

Počet vláken v zónách n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 N<br />

M skut > M st<br />

Parametr Výpočet momentu M vnej Celk. množ. Moment M vněj<br />

pro A<br />

vláken<br />

Číslo zóny 1 2 3 4 5<br />

Umístění zóny -2 -1 0 +1 +2<br />

Počet vláken v zóně n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 N<br />

N A N A 2⋅ N A<br />

Možné rozložení X n 5 N A 2⋅ n 5 +X<br />

vláken v zónách X 1 n 4 n 5 N A 2⋅ n 5 +n 4<br />

průřezu X 2 n 3 n 4 n 5 N A 2⋅ n 5 +n 4 -X 2<br />

X 3 n 2 n 3 n 4 n 5 N A 2⋅ n 5 +n 4 -n 2 -2⋅X 3<br />

X = N A - n 5<br />

X 1 = N A - (n 5 + n 4 )<br />

X 2 = N A - (n 5 + n 4 + n 3 )<br />

X 3 = N A - (n 5 + n 4 + n 3 + n 2 )<br />

Mskut<br />

− Mst<br />

2<br />

M = ⋅10<br />

M − M<br />

[%]<br />

vněj<br />

M skut < M st<br />

Parametr Výpočet momentu M vnitř. Celk. množ. Moment M vnitř.<br />

pro B<br />

vláken<br />

Číslo zóny 1 2 3 4 5<br />

Umístění zóny -2 -1 0 +1 +2<br />

Počet vláken v zóně n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 N<br />

N B N B -2⋅ N B<br />

Možné rozložení n 1 Y N B -2⋅ n 1 -Y<br />

vláken v zónách n 1 n 2 Y 1 N B -2⋅ n 1 -n 2<br />

průřezu n 1 n 2 n 3 Y 2 N B -2⋅ n 1 -n 2 +Y 2<br />

n 1 n 2 n 3 n 4 Y 3 N B -2⋅ n 1 -n 2 +n 4 +2⋅Y 3<br />

Y = N B - n 1<br />

Y 1 = N B - (n 1 + n 2 )<br />

Y 2 = N B - (n 1 + n 2 + n 3 )<br />

Y 3 = N B - (n 1 + n 2 + n 3 + n 4 )<br />

Mskut<br />

− Mst<br />

2<br />

M = ⋅10<br />

M − M<br />

[%]<br />

st<br />

st<br />

vnitř<br />

6


Úloha 10<br />

VLIV ZÁKRUTU NA PEVNOST PŘÍZE<br />

Zadání : U předloženého vzorku pří<strong>ze</strong> stanovte:<br />

1. počet zákrutů použitím nepřímé metody<br />

2. průměrnou změnu pevnosti v závislosti <strong>na</strong> zvyšování a snižování počtu zákrutů o 10, 20,<br />

30% z průměrného počtu zákrutů<br />

3. u <strong>na</strong>měřených výsledků proveďte statistické vyhodnocení, z průměrných hodnot pevností<br />

sestrojte graf závislosti pevnosti <strong>na</strong> počtu zákrutů pří<strong>ze</strong><br />

4. do protokolu uveďte všechny metody pro zjišťování počtu zákrutů<br />

Pomůcky : zákrutoměr, dy<strong>na</strong>mometr<br />

Princip :<br />

Metody zjištění počtu zákrutů si studenti sami předem <strong>na</strong>studují a jejich principy budou<br />

uvedeny v protokolu!<br />

Pro zkoušení pevnosti nitě si nejprve z jemnosti vypočteme potřebné předpětí. Provedeme<br />

měření pevnosti (pro upí<strong>na</strong>cí délku 150 mm) <strong>na</strong> dy<strong>na</strong>mometru, pro daný počet zákrutů<br />

provedeme vždy 10 měření.<br />

Zpracování <strong>na</strong>měřených výsledků :<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

Z<br />

F i [ N ]<br />

[1/m] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />

F<br />

[ N ]<br />

s F<br />

[ N ]<br />

v F<br />

[ % ]<br />

3 … počet zákrutů snížený o 10 % z původního počtu zákrutů<br />

4 … průměrný počet původních zákrutů pří<strong>ze</strong><br />

5 … počet zákrutů zvýšený o 10 % z původního počtu zákrutů<br />

7


Úloha 11<br />

ZKOUMÁNÍ POVRCHOVÉ STRUKTURY A POŠKOZENÍ VLÁKEN, PŘÍZÍ<br />

A PLOŠNÝCH TEXTILIÍ POMOCÍ REM<br />

Zadání : V průběhu <strong>cvičení</strong> :<br />

- se sez<strong>na</strong>mte s přípravou vzorku pro REM AQUASEM<br />

- se sez<strong>na</strong>mte s metodou REM a s obsluhou přístroje AQUASEM<br />

- prohlédněte vzorek předloženého materiálu a proveďte vyhodnocení<br />

K protokolu přiložte obrazovou dokumentaci.<br />

Pomůcky :přístroj pro <strong>na</strong>prašování Au SCD 030, REM AQUASEM<br />

Princip : Pro rastrovací elektronovou mikroskopii (REM) je charakteristická jednoduchá<br />

příprava preparátu, ale složité pracovní zaří<strong>ze</strong>ní.<br />

Příprava preparátu spočívá v připevnění zkoumaného vzorku <strong>na</strong> pracovní stolek. Takto<br />

upravený vzorek se pokryje tenkou vrstvou (10 – 30 nm) Au.<br />

Primární paprsek se pohybuje pořádcích po preparátu (rastruje) a vyráží sekundární<br />

elektrony. Ty jsou snímány sondou, převáděny <strong>na</strong> videosignál a zobra<strong>ze</strong>ny <strong>na</strong> monitoru.<br />

Výhody REM: velká hloubka ostrosti, „plastické“ zobra<strong>ze</strong>ní, velká rozlišovací<br />

schopnost.<br />

Systém PROXIMA<br />

Jedná se o rastrovací elektronový mikroskop plně ří<strong>ze</strong>ný počítačem. Systém se skládá<br />

<strong>ze</strong> 3 hlavních částí: fyzikální část, elektronika, počítač.<br />

Fyzikální část je plně svázá<strong>na</strong> se vzorkem a vzniká v ní obraz. Je ovládá<strong>na</strong> elektrickými<br />

signály z elektroniky. Elektronika mikroskopu zprostředkovává ovládání fyzikální části<br />

mikroskopu a předávání užitečných signálů počítači. Počítač je řídící jednotkou celého<br />

mikroskopického systému.<br />

Obr. Princip REM<br />

8


Technické údaje systému PROXIMA<br />

Rozlišení<br />

9 nm<br />

Zvětšení 12 až 250 000<br />

Urychlovací <strong>na</strong>pětí<br />

1.0 až 20 kV<br />

Pracovní vzdálenost<br />

3 až 50 mm<br />

Příkon<br />

220 V / 50 Hz, max 900 VA<br />

Řídící počítač<br />

PC 100 Mhz, 16 MB RAM, 17´´monitor<br />

Vlastní měření :<br />

Připravte vzorek z předloženého materiálu :<br />

- vzorek <strong>na</strong>lepte oboustranně lepící páskou <strong>na</strong> nosný stolek.<br />

- vzorek <strong>na</strong>prašte Au v přístroji SCD 030<br />

Proveďte vlastní pozorování v REM a vyhodnoťte jej.<br />

K protokolu přiložte obrazovou dokumentaci.<br />

9

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!