Návody na cvičení ze ZVT
Návody na cvičení ze ZVT
Návody na cvičení ze ZVT
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