CN102272366B - 纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过显微镜测量在不同轴向拉力下纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备系统和方法，其中制备方法可包括将具有纱线穿过的细管一端密封，将所述纱线的密封端固定在第一连接件上；施加张力给所述纱线；维持所述纱线的张力并且将所述纱线的另一端固定在第二连接件上；在所述细管中填充树脂。

Description

纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备系统和方法
技术领域
本发明涉及测试领域，更具体地说，涉及一种纱线横截面上纤维堆砌密度测试中在不同的轴向张力下的测试样品的制备系统和方法。
背景技术
纺纱时纤维的轴向分布是纱线结构的一个重要因素，虽然尚不能提供足够的信息来完全理解纱线三维结构中的纤维构造。
填充密度普遍用于表示纱线的横截面的纤维分布，以更加全面的检测纱线结构。许多方法曾被用来计算纤维的堆砌密度。在一个实施例中，纱线的横截面被分成若干个具有相等径向宽度或面积的环形区域。堆砌率可被定义为在给定的纱线横截面的区域中的纤维总横截面积与区域的总面积的比率。在另一个实施例中，通过保持纱线长度不变来研究纤维的堆砌密度。但是，纱线堆砌率因为提供张力的改变而不同，从而导致研究的失败。
纱线中纤维的分布受纱线轴向张力的影响很大，并且纱线在通常应用中不会保持在零张力的情况下，因此在研究时必须要考虑纱线的受张力状态。但是超薄切片法准备纱线样品极为耗时，要在提高备样效率的同时控制纱线的张力也是困难的。
因此希望开发一种改良和有效的纱线横截面上纤维堆砌密度测试中在不同轴向张力下的纱线样品制备系统和方法。
发明内容
作为本发明的一个方面，纱线样品制备方法包括将具有纱线穿过的细管的一端密封，将所述细管的密封端固定在第一连接件上，施加张力给所述纱线，维持所述纱线的张力并将所述纱线的另一端固定在第二连接件上，在所述细管中填充树脂。
作为本发明的另一个方面，纱线样品制备系统包括穿过纱线的细管、用于固定细管的密封端的第一连接件、用于提供和调整纱线张力的张力计以及用于维持所述纱线的张力时将固定所述纱线的另一端的第二连接件。其他连接件可以用于制作额外的纱线样品，本系统还包括用于将系统的旋转件固定在垂直方向的两个固定件。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是使用本系统制备纱线样品的原理示意图；
图2是使用本系统固化纱线样品的原理示意图；
图3是在0g的张力下制备24Nm毛纱的横截面的示意图；
图4是在3g的张力下制备24Nm毛纱的横截面的示意图；
图5是在6g的张力下制备24Nm毛纱的横截面的示意图；
图6是在8g的张力下制备24Nm毛纱的横截面的示意图；
图7是纤维堆砌率和纱线的径向位置之间的关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。下面将详细描述本发明的典型实施例，为了清楚的目的，那些对于本领域的技术人员是显而易见的，不影响对本发明的理解的某些特征没有进行描述。
此外，本发明的不仅仅局限于下面的具体实施例和本技术领域的任何人受本发明影响在不脱离本发明实质内容的范围内所做的各种变化和修改。例如在本发明的说明书和权利要求公开的范围内的不同具体实施例的要素和/或特征的相互结合和/或相互代替。此外本领域的技术人员在阅读完本发明说明书、附图和权利要求后产生的任何明显的改进和修改应当认为都属于本发明的保护范围。
一种纱线样品的制作方法包括将具有纱线3穿过的细管2的一端密封，将细管2的密封端固定在第一连接件1上，施加张力给纱线3，维持纱线3的张力并将纱线3的另一端固定在第二连接件4上，在细管2中填充树脂6，如图1和图2所示。
第一步可包括将具有纱线3穿过的细管2的一端密封，如图1所示。细管2可以是允许纱线3穿过的任何形状并且允许树脂6注入。细管2的长度和直径可以为与要制备的纱线制品的预期直径一致的任何长度和直径。优选的，细管2可以是依据所使用超薄切片机而选择的具有一定长度和直径的塑料管。可以使用任何种类的纤维材料的纱线，例如长丝纱线或短纤纱。细管2的一端可通过折叠或本领域现有技术中任一种方法进行密封。优选的，当细管2密封时，纱线3大致位于细管2的中心线附近。
第二步可包括将细管2的密封端固定在第一连接件1上。第一连接件1可以是夹具，但是也可以使用本领域现有技术的其他类型的连接件或固定件。
第三步可包括施加张力给纱线3，使用张力计5提供和调整张力到预期值。例如，施加3g、6g或8g的张力给纱线3。当然也可以使用本领域现有技术的其他类型的用于调整施加给纱线张力的设备。
第四步可包括维持施加给纱线3的张力，并将纱线3的另一端固定在第二连接件4上。注意必须保持细管2的垂直方向，纱线3应当接近细管2的中心线。第二连接件4可以是夹具，但是也可以使用本领域现有技术的其他类型的连接件或固定件。
重复以上的步骤可以在相同或不同的张力下制备更多的纱线样品。例如，如图1所示制备了6个纱线样品。
第五步可包括将第一连接件1和第二连接件4均固定于旋转件9，将系统的旋转件9向上旋转，并且装配固定件7和8，例如旋转件9可以向上旋转180度。优选的，在预期张力下纱线3固定在细管2中并且靠近细管2的中心线，其中细管2如图2所示维持垂直的方向，细管2的密封端和固定端应当面朝下。
第六步可包括在细管2中填充树脂6。树脂材料包括例如莱卡树脂填充材料（Leica Historesin Embedding Kit）。但是也可以本领域现有技术的其他树脂材料。
第七步可包括使用超薄切片机制备树脂6固化后的样品。树脂6在室温下固化1-5小时，细管2从树脂固化后的纱线样品上移去。镶嵌在固化树脂中的制备好的纱线样品然后可被加工成想要的长度和直径供超薄切片机制成测试样品。
一种纱线样品的制作系统可包括穿过纱线3的细管2、用于固定细管2的密封端的第一连接件1、用于提供和调整纱线3的张力的张力计以及用于维持纱线3的张力时将固定纱线3的另一端的第二连接件4。其他连接件可以用于制作额外的纱线样品。本系统还包括旋转件9，第一连接件1和第二连接件4均固定于旋转件9，旋转件9用于通过旋转使细管2的密封端朝下。本系统还包括用于将系统的旋转件9固定在垂直方向的两个固定件7和8。
以上所述仅为本发明结合相关附图的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是本领域的技术人员受本发明内容影响而做的各种变化和修改均应包括在本发明的权利要求定义的范围或精神内。
此外，本发明的不仅仅局限于下面的具体实施例和本技术领域的任何人受本发明影响在不脱离本发明实质内容的范围内所做的各种变化和修改。例如在本发明的说明书和权利要求公开的范围内的不同具体实施例的要素和/或特征的相互结合和/或相互代替。
具体实施例1：在不同张力下的纱线样品的超薄切片。
在本实施例中，使用上述的系统和方法制备了提供不同张力的4个24Nm毛纱样品。在显微镜下研究在不同的张力下制备的纱线样品的超薄切片。在0g张力下制备的24Nm毛纱样品的横截面的示意图如图3所示，在3g张力下制备的24Nm毛纱样品的横截面的示意图如图4所示，在6g张力下制备的24Nm毛纱样品的横截面的示意图如图5所示，在8g张力下制备的24Nm毛纱样品的横截面的示意图如图6所示。
在图3中，当纱线在0g张力下制作时，羊毛纤维分散地分布在整个图像上。在图4中，当纱线在3g张力下制作时，羊毛纤维比图3中的更加紧密。在图5中，当纱线1在6g张力下制作时，羊毛纤维比图3和图4中的更加靠近于纱线横截面的中心位置。在图6中，当纱线在8g张力下制作时，羊毛纤维比图3至图5中的更加密紧。
因此得出纱线结构随着施加张力的增加变得更加紧密。
具体实施例2：纤维堆砌率和纱线径向位置之间的关系。
在本实施例中，评估纤维堆砌率和纱线径向位置之间的关系。在具体实施例1中的不同张力下的羊毛样品被用来测量堆砌率和纱线径向位置关系，结果如图7所示。
如图7所示，一方面，纤维堆砌率随着张力下纱线径向位置的变化而变化。另一方面，所述轴向张力的增加，纱线的横截面的直径减少，并且纤维的堆砌率变得更高，意味着纱线结构变得越来越紧密。
以上所述仅为本发明的系统和方法的实施例，并非因此限制本发明的系统和方法的保护范围及相关变形，凡是权利要求定义的方法范围、权利要求定义的所有系统，无论是直接使用还是等同变化，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，所述方法包括： 
将具有纱线穿过的细管的一端密封； 
将所述纱线的一端固定在第一连接件上； 
施加张力给所述纱线； 
维持所述施加的张力并且将所述纱线的另一端固定在第二连接件上； 
将所述第一连接件和所述第二连接件均固定于旋转件，转动所述旋转件使所述细管的密封端朝下以及 
在所述细管中填充树脂。 
2.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，还包括步骤：使用两个固定件固定所述旋转件以维持所述旋转件的垂直位置。 
3.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，还包括步骤：在所述细管中填充所述树脂后，在室温下固化所述树脂。 
4.根据权利要求3所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，还包括步骤：固化所述树脂后，移去所述细管。 
5.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，所述纱线包括长丝纱线或短纤纱。 
6.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，所述施加张力包括使用张力计施加张力。 
7.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，所述树脂包括莱卡树脂填充材料。 
8.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，所述第一连接件包括夹具。 
9.根据权利要求1所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备方法，其特征在于，所述第二连接件包括夹具。 
10.一种纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备系统，其特征在于，所述系统包括： 
用于穿过纱线的细管； 
用于固定连接所述纱线的一端的所述细管的一端的第一连接件； 
用于提供和调整所述纱线张力的张力计； 
维持所述纱线上施加的张力时，用于固定所述纱线的另一端的第二连接件以及 
用于固定所述第一连接件和所述第二连接件并通过旋转使所述细管的密封端朝下的旋转件。 
11.根据权利要求10所述的纱线横截面上纤维堆砌密度测试样品的制备系统，其特征在于，所述系统还包括用于使所述旋转件固定在垂直位置的固定件。 
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