CN104089974B - 合成纤维热缩率检测方法及其检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种合成纤维热缩率检测方法及其检测装置。所述的合成纤维热缩率检测装置，主要包括样品箱、测试箱、试样架卡板、试样架、导轨、步进电机、透明防热隔板、红外线加热器、CCD摄像头、数据采集PC和排水管。样品箱内固装试样架卡板，试样架可固定在试样架卡板上，样品箱底部固装红外线加热器，样品箱底部有一排水管。测试箱底部固装有导轨，导轨下方连接步进电机，CCD摄像头安装在导轨上，在步进电机的传动下，CCD摄像头可左右往复平移。CCD摄像头通过信号线与测试箱外的数据采集PC连接。样品箱和测试箱之间为透明防热隔板。本发明的有益效果在于其结构简单精密，易于控制，操作简便、快速，检测结果准确、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于合成纤维的检测方法及其检测装置，特别是一种合成纤维热缩率检测方法及其检测装置。
背景技术
合成纤维热缩率（合成纤维热处理前长度与热处理后长度的差值与纤维热处理前长度的百分比）是影响织物外观质地与内在品质（是否具有蓬松性、弹性好、手感柔软和保暖性好等优点）的重要因素，在产业用纺织品（人造毛皮、合成革、绝缘线的外皮）中合成纤维热缩率对其性能也具有较大的影响，因此热缩率是织物选材和成本核算的一个重要参数。掌握这一参数的变化特征，既可以获得具有合理风格的织物，还可以提高原料使用的经济性。
目前，合成纤维热收缩率的测试原理为：在规定条件下用热处理介质（沸水或干热空气）处理试样，测量处理前后试样长度的变化，计算其对原试样长度的百分比，由此得到热缩率。目前，合成纤维热缩率的测试仪器主要有XH-1 型纤维热收缩测试仪。仪器由摄像装置依次读取试样圆筒架上纤维热处理前和热处理后纤维长度的变化，并自动计算纤维平均热收缩率和变异系数。试验前先将35根纤维试样逐根悬挂到试样圆筒上，纤维试样的一端被圆筒上的上夹持器所夹持，试样下端悬挂张力夹。将试样圆筒放入仪器。通过摄像头采集纤维试样长度信息进入计算机。仪器测量时试样圆筒转动一周得到35个试样热处理前长度数据。加热前试样长度测试完毕，转动圆筒顶上旋转按钮使托架上升纤维处于松弛状态。取出试样圆筒放入烘箱或者将纤维集中放到沸水中，在预定温度下加热处理，到达预定时间，取出试样圆筒在标准温度条件下冷却和温湿平衡。再进行试样加热后长度测试，求取纤维的单根热收缩率和平均热收缩率。但是这种装置和检测方法存在以下问题：1、圆筒上的纤维加热前长度测试完成后，需要转移到烘箱（或沸水）进行加热，然后再将试样圆筒放回热收缩测试仪，在转移过程中，由于纤维下夹持的小夹子的重力作用会使纤维产生意外伸长，影响热缩率测试结果的准确性，同时转移过程，实验员的劳动强度较大，由于烘箱（或沸水）在加热纤维过程中需要提前预热，导致热损失较大。 2、纤维悬挂在圆筒上，开始测试某根纤维时，圆筒上的纤维需要旋转至CCD摄像头正前方，这个过程纤维由静到动再到静需要一定的稳定时间,导致CCD摄像头采集实验数据时间较长，实验效率较低。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种合成纤维热缩率检测方法及其检测装置，其装置结构合理、使用方便，检测结果准确以提高工作效率，降低能耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种合成纤维热缩率检测方法，包括以下步骤：
1）纤维试样进行热处理前平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理前平衡，平衡时间为2小时。
2）纤维试样准备。打开样品箱罩盖，按照GB/T 6505-2008 等标准的要求，准备预加张力夹子，取出试样架，先将标准规定数量的待测纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子。然后将试样架轻轻固定在样品箱内试样架卡板，盖上罩盖。
3）热处理前纤维试样长度测试。开始测试，CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理前纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC）。
4）纤维试样热处理。根据测试要求，选择不同的热处理方式处理纤维试样。
（1）干热空气处理。先将纤维试样下端的预加张力夹子去掉，使纤维试样呈松弛状态悬挂在试样架上，然后打开红外线加热器，根据不同产品要求，设定不同的加热温度和热处理时间，热处理时间为14min-16min。红外线加热器功率为1kw-2kw，温控范围为50℃-300℃，红外线加热器所产生的电磁波以光速直线传播到达纤维表面，当红外线的发射频率和纤维内大分子运动的固有频率（也即红外线的发射波长和纤维内大分子的吸收波长）相匹配时，引起纤维中大分子强烈振动，在纤维的内部发生激烈摩擦产生热从而快速均匀对纤维试样进行热处理。
（2）沸水收缩处理。取下纤维试样，将其呈放松状态放入网袋中，在样品箱内注入含有1g/L表面活性剂的去离子水或蒸馏水，水量是纤维试样的40倍-50倍，并确保试样完全浸没和不能碰样品箱内壁，水完全没过纤维，然后打开红外线加热器，根据不同产品要求，设定不同的加热温度和热处理时间，对纤维进行煮沸。热处理时间为25min-35min。
5）纤维试样热处理后平衡
（1）干热空气处理后纤维试样平衡
热处理结束后，按照标准规定的要求进行纤维试样热处理后的平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理后平衡，平衡时间为2小时。
（2）沸水收缩处理后纤维试样平衡
加热到标准规定的时间，停止加热，打开排水管排水，然后将纤维试样进行红外线烘燥，烘燥温度为50℃-60℃，烘燥时间为60min(烘干为止)。按照标准规定的时间要求进行热处理后的平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理后平衡，平衡时间为2小时。
6）热处理后纤维试样长度测试。
（1）干热空气处理纤维试样长度测试。
平衡结束后，开始测试纤维热处理后长度，再将纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子。CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理后纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC）。
（2）沸水收缩处理纤维试样长度测试。
平衡结束后，开始测试纤维热处理后长度，再将纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子。CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理后纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC）。
7）纤维试样热缩率计算。
根据加热处理前后纤维试样的长度变化，计算热缩率。
合成纤维热缩率=合成纤维热处理前长度与热处理后长度的差值与纤维热处理前长度的百分比
一种实现上述合成纤维热缩率检测的装置，包括样品箱、测试箱、试样架卡板、试样架、导轨、步进电机、透明防热隔板、红外线加热器、CCD摄像头、数据采集装置（PC）和排水管。样品箱内固装试样架卡板，试样架可固定在试样架卡板上，样品箱底部固装红外线加热器，样品箱底部有一排水管。测试箱底部固装有导轨，导轨下方连接步进电机，CCD摄像头安装在导轨上，在步进电机的传动下，CCD摄像头可左右往复平移。CCD摄像头通过信号线与测试箱外的数据采集装置（PC）连接。样品箱和测试箱之间为透明防热隔板。
本发明的有益效果在于其检测装置结构简单，易于控制，操作简便、快速，检测结果准确、可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图中：1为样品箱，2为测试箱，A为试样架卡板，B为试样架，C为透明防热隔板，D 为步进电机，E为CCD摄像头，F为红外线加热器，G为数据采集装置（PC），H为排水管，I为导轨
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
实施例一
本发明实施例所采用的合成纤维热缩率检测装置，包括样品箱1、测试箱2、试样架卡板A、试样架B、导轨I、步进电机D、透明防热隔板C、红外线加热器F、CCD摄像头E、数据采集装置（PC）G和排水管H。样品箱1内固装试样架卡板A，试样架B可固定在试样架卡板A上，样品箱1底部固装红外线加热器F，样品箱1底部有一排水管H。测试箱2底部固装有导轨I，导轨I下方连接步进电机D，CCD摄像头E安装在导轨I上，在步进电机D的传动下，CCD摄像头E可左右往复平移。CCD摄像头E通过信号线与测试箱2外的数据采集装置（PC）G连接。样品箱1和测试箱2之间为透明防热隔板C。
本发明实施例所述的合成纤维热缩率检测方法，为采用上述装置，以检测涤纶纤维干热空气处理后热缩率为例：
1）涤纶纤维试样进行热处理前平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理前平衡，平衡时间为2小时。
2）涤纶纤维试样准备。打开样品箱罩盖，按照GB/T 6505-2008 等标准的要求，由于涤纶纤维的线密度为1.3dtex(分特)，预加张力为0.065cN（厘牛），准备0.065cN（厘牛）的预加张力夹子，取出试样架，先将35根待测纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子。然后将试样架轻轻固定在样品箱内试样架卡板，盖上罩盖。
3）热处理前涤纶纤维试样长度测试。开始测试，CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理前纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC），涤纶纤维热处理前纤维试样平均长度为36.5mm。
4）涤纶纤维试样干热空气热处理。先将涤纶纤维试样下端的预加张力夹子去掉，使涤纶纤维试样呈松弛状态悬挂在试样架上，然后打开红外线加热器，红外线加热器功率为1kw，热处理温度为200℃，热处理时间15min。
5）涤纶纤维试样干热空气热处理后平衡。
热处理结束后，按照标准规定的要求进行纤维试样热处理后的平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理后平衡，平衡时间为2小时。
6）干热空气热处理后涤纶纤维试样长度测试。
平衡结束后，开始测试涤纶纤维热处理后长度，再将涤纶纤维试样逐根悬挂到试样架上，涤纶纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在涤纶纤维试样下端夹上预加张力夹子,其张力负荷为0.065cN。CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理后纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC）。涤纶纤维热处理后纤维试样平均长度为33.8mm。
7）涤纶纤维试样热缩率计算。
根据热处理前后纤维试样的长度变化，计算热缩率。
涤纶纤维热缩率=（36.5-33.8）/36.5=7.4%。
实施例二
本发明实施例所采用的合成纤维热缩率检测装置同实施例一。
本发明实施例所述的合成纤维热缩率检测方法，为采用上述装置，以检测锦纶纤维沸水收缩处理后热缩率为例：
1）锦纶纤维试样进行热处理前平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理前平衡，平衡时间为2小时。
2）锦纶纤维试样准备。打开样品箱罩盖，按照GB/T 6505-2008 等标准的要求，由于涤纶纤维的线密度为1.1dtex(分特)，预加张力为0.055cN（厘牛），准备0.055cN（厘牛）的预加张力夹子，取出试样架，先将35根待测纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子。然后将试样架轻轻固定在样品箱内试样架卡板，盖上罩盖。
3）热处理前锦纶纤维试样长度测试。开始测试，CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理前锦纶纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC），锦纶纤维热处理前纤维试样平均长度为56.2mm。
4）锦纶纤维试样沸水收缩热处理。
取下锦纶纤维试样，将其呈放松状态放入网袋中，在样品箱内注入含有1g/L表面活性剂的去离子水或蒸馏水，水量是锦纶纤维试样的40倍，并确保试样完全浸没和不能碰样品箱内壁，水完全没过锦纶纤维，然后打开红外线加热器，红外线加热器功率为1kw，温度为150℃。热处理时间为30min。
5）锦纶纤维试样沸水收缩热处理后平衡。
煮沸30min后，停止加热，打开排水管排水，然后将纤维试样进行红外线烘燥，烘燥温度为50℃，烘燥时间为60min。按照标准规定的时间要求进行热处理后的平衡。在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理后平衡，平衡时间为2小时。
6）沸水收缩热处理后锦纶纤维试样长度测试。
平衡结束后，开始测试锦纶纤维热处理后长度，再将锦纶纤维试样逐根悬挂到试样架上，锦纶纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子,其张力负荷为0.055cN。CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理后锦纶纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集装置（PC）。锦纶纤维热处理后纤维试样平均长度为52.8mm。
7）锦纶纤维试样热缩率计算。
根据加热处理前后锦纶纤维试样的长度变化，计算热缩率。
锦纶纤维热缩率=（56.2-52.8）/56.2=6.0%。
Claims (1)
1.一种合成纤维热缩率检测方法，其特征是：
该检测方法所采用的检测装置包括样品箱、测试箱、试样架卡板、试样架、导轨、步进电机、透明防热隔板、红外线加热器、CCD摄像头、数据采集PC和排水管；样品箱内固装试样架卡板，试样架可固定在试样架卡板上，样品箱底部固装红外线加热器，样品箱底部有一排水管；测试箱底部固装有导轨，导轨下方连接步进电机，CCD摄像头安装在导轨上，在步进电机的传动下，CCD摄像头可左右往复平移；CCD摄像头通过信号线与测试箱外的数据采集装置PC连接；样品箱和测试箱之间为透明防热隔板；
检测方法包括以下步骤：
1）纤维试样进行热处理前平衡；在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理前平衡，平衡时间为2小时；
2）纤维试样准备；打开样品箱罩盖，按照GBT 6505-2008 等标准的要求，准备预加张力夹子，取出试样架，先将标准规定数量的待测纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子；然后将试样架轻轻固定在样品箱内试样架卡板，盖上罩盖；
3）热处理前纤维试样长度测试；开始测试，CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集热处理前纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集PC；
4）纤维试样热处理；根据测试要求，选择不同的热处理方式处理纤维试样；
（1）干热空气处理；先将纤维试样下端的预加张力夹子去掉，使纤维试样呈松弛状态悬挂在试样架上，然后打开红外线加热器，根据不同产品要求，设定不同的加热温度和热处理时间，热处理时间为14min-16min；红外线加热器功率为1kw-2kw，温控范围为50℃-300℃；
（2）沸水收缩处理；取下纤维试样，将其呈放松状态放入网袋中，在样品箱内注入含有1g/L表面活性剂的去离子水或蒸馏水，水量是纤维试样的40倍-50倍，并确保试样完全浸没和不能碰样品箱内壁，水完全没过纤维，然后打开红外线加热器，根据不同产品要求，设定不同的加热温度和热处理时间，对纤维进行煮沸；热处理时间为25min-35min；
5）纤维试样热处理后平衡
（1）干热空气处理后纤维试样平衡
热处理结束后，按照标准规定的要求进行纤维试样热处理后的平衡；在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理后平衡，平衡时间为2小时；
（2）沸水收缩处理后纤维试样平衡
加热到标准规定的时间，停止加热，打开排水管排水，然后将纤维试样进行红外线烘燥，烘燥温度为50℃-60℃，烘干为止；按照标准规定的时间要求进行热处理后的平衡；在温度20℃，相对湿度65%标准温湿条件下进行热处理后平衡，平衡时间为2小时；
6）热处理后纤维试样长度测试；
（1）干热空气处理纤维试样长度测试；
平衡结束后，开始测试纤维热处理后长度，再将纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子；CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集加热后纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集PC；
（2）沸水收缩处理纤维试样长度测试；
平衡结束后，开始测试纤维热处理后长度，再将纤维试样逐根悬挂到试样架上，纤维试样的一端被试样架上的上夹持器所夹持，在纤维试样下端夹上预加张力夹子；CCD摄像头在步进电机带动下在导轨上平移，逐一采集加热后纤维试样长度信息，并将信息通过信号线导入数据采集PC；
7）纤维试样热缩率计算；
根据热处理前后纤维试样的长度变化，计算热缩率；
合成纤维热缩率=合成纤维热处理前长度与热处理后长度的差值与纤维热处理前长度的百分比。
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