CN109187370B - 一种碳纤维颜色差异检测方法 - Google Patents

一种碳纤维颜色差异检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109187370B
CN109187370B CN201810908699.XA CN201810908699A CN109187370B CN 109187370 B CN109187370 B CN 109187370B CN 201810908699 A CN201810908699 A CN 201810908699A CN 109187370 B CN109187370 B CN 109187370B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
color difference
sample
color
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810908699.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109187370A (zh
Inventor
徐盼盼
崔峙
李姗
薛亚俊
刘贯通
钱鸿川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Hengshen Co Ltd filed Critical Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority to CN201810908699.XA priority Critical patent/CN109187370B/zh
Publication of CN109187370A publication Critical patent/CN109187370A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109187370B publication Critical patent/CN109187370B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

本发明属于测试技术领域，涉及一种聚丙烯腈基碳纤维颜色差异的测试方法。本发明的测试步骤如下：丝锭大小一致，达到定长时（如大于等于5000m时），直接采用色差仪测试碳纤维丝锭的色差；纤维锭大小不一致或纤维丝锭直径偏小时（如小于5000m时），将纤维缠绕在平板上，再采用色差仪测试平板上缠绕的纤维色差。本方法操作简单，实现了对碳纤维颜色差异的定量化表征，从而预防碳纤维中间产品色差产生，节约成本。

Description

一种碳纤维颜色差异检测方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种碳纤维颜色差异检测方法。
背景技术
碳纤维是一种具有高的比强度、比模量、线膨胀系数小、耐高温、耐老化及良好的电热等优异性能的新型碳材料，并广泛应用于民用、航空、军事等各领域。目前碳纤维中间产品成本较高，这限制了碳纤维制品的进一步普及和发展。碳纤维中间产品成本高主要来源于两个方面，一方面，由于碳纤维制备过程经过预氧化、碳化等高能耗过程，且碳收率较低，纤维本身的制备成本较高；另一方面，应用纤维制备中间产品（预浸料/织物）的过程中由于中间产品外观缺陷，不得不剔除和替换问题纤维，这将导致生产中断及外观不合格品的报废，导致制备成本较高。目前，由于碳纤维制备工艺和设备的水平限制，难以通过继续改进碳纤维制备工艺和设备降低碳纤维本身的生产成本。因此，期望通过降低中间产品制备成本降低中间产品成本。
碳纤维预浸料及织物外观缺陷主要包括毛丝、毛团、色差等。制品色差问题主要来源于碳纤维纤维本身，但纤维色差产生的影响因素较为复杂，难以通过调整碳纤维制备工艺和设备进行改进。因此，可在制备预浸料和织物前采用色差仪测量纤维色差，剔除超出色差容限的色差纤维，避免制备过程中由于临时换丝导致的生产中断，降低制品废弃率和成本。
发明内容
本发明为克服上述通过工艺及设备调整难以解决的色差问题，通过对碳纤维色差进行定量测量，在制备预浸料和织物之前剔除色差纤维，预防色差预浸料和织物的产生，降低产品制备成本，提供一种高一种碳纤维颜色差异检测方法。
为了达到以上目的，本发明的技术解决方案如下：
一种碳纤维颜色差异测量方法，采用色差仪测定标准样品的颜色参数及试样与标样的色差数据，比较试样的色差数据与色差容差的大小，判定试样是否为色差纤维，进而对试样纤维进行处理。依据纤维丝锭大小，主要分为两种情况：
A．纤维丝锭大小一致，达到定长时（如大于等于5000m时），直接测定纤维锭的色差，包括以下步骤：测量标样颜色参数、测量试样颜色参数、区分色差纤维；
B．纤维丝锭大小不一致或纤维丝锭偏小时（如小于5000m时），需要先将纤维锭上的纤维缠绕在硬质平板上，然后测量其色差，包括以下步骤：缠板、测量标样颜色参数、测量试样颜色参数、区分色差纤维。
本发明的进一步改进在于：方法A中，纤维丝锭大小一致，且均大于5000m时，纤维色差检测具体包括以下步骤：
1）除去标准样品表面受损纤维，选择色差仪显示模式为CIE L*a*b*，测试次数设为8，色差仪贴桌面垂直放置，将色差仪测量口紧贴纤维锭表面，保证外界光源不能进入测量口。选定纤维锭上与色差仪测量口等高的，沿纤维锭均分的8个测量点，依次测量标准样品的颜色参数L、a、b，记录8次测量的平均值并设置为色差仪中的标样数据。
2）除去试样表面受损纤维，色差仪贴桌面垂直放置，将色差仪测量口紧贴纤维锭表面，保证外界光源不能进入测量口。选定纤维锭上与色差仪测量口等高的，沿纤维锭均分的8个测量点，依次测量试样纤维与标样纤维的色差ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录8次测量的平均值。
3）判定并剔除色差纤维：ΔE≥2.5，认为试样纤维与标样纤维存在显著色差，判定其为色差纤维，可用于制备对色差无要求的预浸料和织物；1.5≤ΔE≤2.5，认为试样纤维与标准纤维存在微弱色差，可用于制备对预浸料色差要求不严格的预浸料和织物；ΔE≤1.5，认为试样纤维与标准纤维间几乎不存色差，可用于制备对预浸料色差有严格要求的预浸料和织物。
本发明的进一步改进在于：方法B中，纤维丝锭大小不一致或纤维丝锭偏小时（如小于5000m时），纤维色差检测具体包括以下步骤：
1）除去表面受损纤维，将标准样品平行、紧密缠绕于硬质平板上，同一层内纤维无叠加、无反转，缠绕层数3层，缠绕宽度20mm。
2）选择色差仪显示模式为CIE L*a*b*，测试次数设为8，将色差仪测量口紧贴纤维表面，保证外界光源不能进入测量口。选取8个点依次测试标准样品纤维的颜色参数L、a、b，记录8次测量的平均值并设置为色差仪中的标样数据。
3）将试样纤维平行、紧密缠绕于硬质平板上，同一层内纤维无叠加、无反转，缠绕层数3层，缠绕宽度20mm。
4）将色差仪测量口紧贴纤维表面，选取8个点依次测试试样纤维与标样纤维的色差ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录8次测量的平均值。
5）判定并剔除色差纤维：ΔE≥2.5，认为试样纤维与标样纤维存在显著色差，判定其为色差纤维，可用于制备对色差无要求的预浸料和织物；1.5≤ΔE≤2.5，认为试样纤维与标准纤维存在微弱色差，可用于制备对预浸料色差要求不严格的预浸料和织物；ΔE≤1.5，认为试样纤维与标准纤维间几乎不存色差，可用于制备对预浸料色差有严格要求的预浸料和织物。
本发明中所用色差仪对颜色参数的提取及对色差的计算，均是基于CIELAB颜色空间模型，CIELAB使用L、a、b坐标定义CIE颜色空间，所有的颜色均可以用L、a、b这三个参数表示，ΔL=L试样-L标样、Δa= a试样-a标样、Δb =b试样-b标样。
L：黑白度，L=0表示黑色，L=100表示白色，ΔL>0表示偏白，ΔL<0表示偏黑；
a：红绿度，a>0表示红色，a<0表示绿色，Δa>0表示偏红，ΔL<0表示偏绿；
b：黄蓝度，b>0表示黄色，a<0表示蓝色，Δb>0表示偏黄，ΔL<0表示偏蓝；
ΔE：总色差只能表示偏色大小，不能表示偏色方向，
Figure 576715DEST_PATH_IMAGE001
。
本发明的有益效果为：本发明提供的一种碳纤维颜色差异检测方法，其操作简单，实现了对碳纤维颜色差异的定量化表征，从而预防碳纤维中间产品色差产生，节约成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1：定长5000m碳纤维色差检测
一种碳纤维颜色差异检测方法，具体包括以下步骤：
1）除去标准样品表面受损纤维，选择色差仪显示模式为CIE L*a*b*，测试次数设为8，色差仪贴桌面垂直放置，将色差仪测量口紧贴纤维锭表面，保证外界光源不能进入测量口。选定纤维锭上与色差仪测量口等高的，沿纤维锭均分的8个测量点，依次测量标准样品的颜色参数L、a、b，记录8次测量的平均值L=36.66、a=1.28、b=3.26并设置为色差仪中的标样数据。
2）除去试样表面受损纤维，色差仪贴桌面垂直放置，将色差仪测量口紧贴纤维锭表面，保证外界光源不能进入测量口。选定纤维锭上与色差仪测量口等高的，沿纤维锭均分的8个测量点，依次测试试样纤维与标样纤维的色差ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录8次测量的平均值，结果见下表：
样品号 ΔL Δa Δb ΔE
1 0.41 -0.03 0.01 0.41
2 -1.96 0.16 -0.17 1.97
3 0.23 0.01 0.10 0.25
4 1.03 0.09 0.01 1.04
5 -2.94 0.44 0.49 3.01
6 -0.98 -0.18 -0.09 1.00
7 0.36 0.04 0.07 0.37
8 -2.57 0.56 0.73 2.73
9 -1.37 0.27 -0.01 1.40
10 0.72 0.02 -0.04 0.72
11 -3.45 0.47 0.46 3.51
3）色差程度判定及样品处理：其中5、8、11号样品：ΔE≥2.5，认为试样纤维与标样纤维存在显著色差，判定其为色差纤维，可用于制备对色差无要求的预浸料和织物；2号样品：1.5≤ΔE≤2.5，认为试样纤维与标准纤维存在微弱色差，可用于制备对预浸料色差要求不严格的预浸料和织物；1、3、4、6、7、9、10号样品，ΔE≤1.5，认为试样纤维与标准纤维间几乎不存色差，可用于制备对预浸料色差有严格要求的预浸料和织物，结果见下表：
Figure 694975DEST_PATH_IMAGE002
实施例2：非定长碳纤维色差检测
一种碳纤维颜色差异检测方法，具体包括以下步骤：
1）除去表面受损纤维，将标准样品平行、紧密缠绕于硬质平板上，同一层内纤维无叠加、无反转，缠绕层数3层，缠绕宽度20mm。
2）选择色差仪显示模式为CIE L*a*b*，测试次数设为8，将色差仪测量口紧贴纤维表面，保证外界光源不能进入测量口。选取8个点依次测试标准样品纤维的颜色参数L、a、b，记录8次测量的平均值L=36.23、a=0.92、b=3.64并设置为色差仪中的标样数据。
3）将试样纤维平行、紧密缠绕于硬质平板上，同一层内纤维无叠加、无反转，缠绕层数3层，缠绕宽度20mm。
4）将色差仪测量口紧贴纤维表面，选取8个点依次测试试样纤维与标样纤维的色差ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录8次测量的平均值，结果见下表：
样品号 ΔL Δa Δb ΔE
1 -3.69 0.92 0.90 3.80
2 1.06 -0.17 0.27 1.11
3 1.03 -0.28 -0.39 1.14
4 -0.08 0.02 -0.27 0.28
5 -1.84 0.13 0.03 1.84
6 -2.14 -0.46 1.23 2.75
7 -0.80 -0.17 -0.57 1.00
5）色差程度判定及样品处理：其中1、6号样品：ΔE≥2.5，认为试样纤维与标样纤维存在显著色差，判定其为色差纤维，可用于制备对色差无要求的预浸料和织物；5号样品：1.5≤ΔE≤2.5，认为试样纤维与标准纤维存在微弱色差，可用于制备对预浸料色差要求不严格的预浸料和织物；2、3、4、7号样品，ΔE≤1.5，认为试样纤维与标准纤维间几乎不存色差，可用于制备对预浸料色差有严格要求的预浸料和织物，结果见下表：
Figure 936601DEST_PATH_IMAGE003

Claims (6)

1.一种碳纤维颜色差异检测方法，其特征在于：依据纤维丝锭大小，分为以下两种方法：
A．纤维丝锭大小一致，达到定长时，直接采用色差仪分别测量标准样和试样的颜色参数及其色差值，依据容差标准，判定试样纤维是否为色差纤维，步骤包括测量标样颜色参数、测量试样颜色参数、区分色差纤维；
B．纤维丝锭大小不一致或纤维丝锭偏小时，先将碳纤维缠绕于硬质平板上，然后采用色差仪分别测量标准样和试样的颜色参数及其色差值，依据容差标准，判定试样纤维是否为色差纤维，步骤包括：缠板、测量标样颜色参数、测量试样颜色参数、区分色差纤维；
所述方法B中，其检测方法包括如下具体步骤：
缠板：退去受损纤维，将标样纤维缠绕在硬质平板上；
测量标样颜色参数：将色差仪测量口紧贴试样表面，保证外界光源不能进入测量口，测量标样纤维的色差参数L、a、b，设为色差仪的标样数据，设定容差，并记录数据；
缠板：取试样纤维，退去受损纤维，将试样样纤维缠绕在硬质平板上；
测量试样颜色参数：将色差仪测量口紧贴试样表面，保证外界光源不能进入测量口，测量试样纤维的颜色参数与标样纤维的差异ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录数据；
区分色差纤维：依据ΔE是否超过容差范围，判定试样纤维是否为色差纤维。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维颜色差异检测方法，其特征在于：所述方法A中，其检测方法包括如下具体步骤：
测量标样颜色参数：取标样纤维，退去受损纤维，将色差仪测量口紧贴标样丝锭表面，保证外界光源不能进入测量口，测量标样颜色参数L、a、b，设为色差仪的标样数据，并记录数据；
测量试样颜色参数：取试样纤维，退去受损纤维，将色差仪测量口紧贴试样丝锭表面，保证外界光源不能进入测量口，测量试样纤维的颜色参数与标样纤维的差异ΔL、Δa、Δb、ΔE，并记录数据；
区分色差纤维：依据ΔE是否超过容差范围，判定试样纤维是否为色差纤维。
3.根据权利要求 1所述的一种碳纤维颜色差异检测方法，其特征在于：所述检测方法所用到的测量设备包括色差仪、硬质平板、橡胶手套和剪刀。
4.根据权利要求2或3所述的一种碳纤维颜色差异检测方法，其特征在于：容差为ΔE=2.5，当试样ΔE>2.5时，试样判定为色差纤维。
5.根据权利要求1或2所述一种碳纤维颜色差异检测方法，其特征在于：记录的标样数据L、a、b及试样数据ΔL、Δa、Δb、ΔE均为8次测量的平均值。
6.根据权利要求 1所述的一种碳纤维颜色差异检测方法，其特征在于：所述缠板步骤中，将纤维紧密缠绕于硬质平板上，同一层内纤维无叠加、无反转，缠绕层数3层，缠绕宽度20mm。
CN201810908699.XA 2018-08-10 2018-08-10 一种碳纤维颜色差异检测方法 Active CN109187370B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810908699.XA CN109187370B (zh) 2018-08-10 2018-08-10 一种碳纤维颜色差异检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810908699.XA CN109187370B (zh) 2018-08-10 2018-08-10 一种碳纤维颜色差异检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109187370A CN109187370A (zh) 2019-01-11
CN109187370B true CN109187370B (zh) 2021-04-02

Family

ID=64921003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810908699.XA Active CN109187370B (zh) 2018-08-10 2018-08-10 一种碳纤维颜色差异检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109187370B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0979795A2 (de) * 1998-08-10 2000-02-16 W. Schlafhorst &amp; Co. Verfahren zur Erkennung von Fadenresten auf Spinnkopshülsen
DE69705532T2 (de) * 1997-03-19 2002-05-16 Cognivision Res S L Verfahren zur überprüfung von textilspulen und vorrichtung für seine durchführung
CN103290562A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 江南大学 基于机器视觉的网眼罗拉紧密纺纱线质量在线检测方法
CN104406981A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 东莞市丰泰检测仪器有限公司 一种快速定性鉴别纤维的方法
CN105180821A (zh) * 2015-07-31 2015-12-23 西安斯通管业有限公司 在线测量复合管中纤维缠绕节距的系统及方法
CN106841209A (zh) * 2016-12-28 2017-06-13 杭州慧芯智能科技有限公司 一种基于大数据自学习化纤丝锭智能外观检测系统及方法
CN108362701A (zh) * 2018-05-18 2018-08-03 西安获德图像技术有限公司 一种化纤丝饼外观自动检测系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5926267A (en) * 1997-06-11 1999-07-20 Zellweger Luwa Ag Process and device for detecting extraneous substances and extraneous fibers in a fibrous composite
CN103808912B (zh) * 2012-11-09 2015-11-04 芜湖富春染织有限公司 色纱质量检测方法
CN103115873B (zh) * 2013-01-17 2016-02-24 浙江大学 测色仪检验鲜茧生丝的方法
CN104572911A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 浙江理工大学 一种纺前着色纤维测配色方法
CN106990035A (zh) * 2017-03-27 2017-07-28 安徽吉曜玻璃微纤有限公司 一种超细玻璃棉纤维综合质量的检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69705532T2 (de) * 1997-03-19 2002-05-16 Cognivision Res S L Verfahren zur überprüfung von textilspulen und vorrichtung für seine durchführung
EP0979795A2 (de) * 1998-08-10 2000-02-16 W. Schlafhorst &amp; Co. Verfahren zur Erkennung von Fadenresten auf Spinnkopshülsen
CN103290562A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 江南大学 基于机器视觉的网眼罗拉紧密纺纱线质量在线检测方法
CN104406981A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 东莞市丰泰检测仪器有限公司 一种快速定性鉴别纤维的方法
CN105180821A (zh) * 2015-07-31 2015-12-23 西安斯通管业有限公司 在线测量复合管中纤维缠绕节距的系统及方法
CN106841209A (zh) * 2016-12-28 2017-06-13 杭州慧芯智能科技有限公司 一种基于大数据自学习化纤丝锭智能外观检测系统及方法
CN108362701A (zh) * 2018-05-18 2018-08-03 西安获德图像技术有限公司 一种化纤丝饼外观自动检测系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
浅谈影响PTT长丝染色均匀性试验准确性的因素;于丽华 等;《中国纤检》;20100531;第76-77页 *
涤纶变形丝染色均匀性试验中引用基准丝的必要性;甘亚雯 等;《纤检技术》;20001231(第5期);第29,33页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109187370A (zh) 2019-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101936883B (zh) 一种印刷品色差检测方法
Huang et al. Assessing total differences for effective samples having variations in color, coarseness, and glint
CN103115873B (zh) 测色仪检验鲜茧生丝的方法
CN109187370B (zh) 一种碳纤维颜色差异检测方法
CN107314970A (zh) 可控温度的碳纤维开纤扩幅性的测试装置及方法
CN112067663A (zh) 一种高纯碳化硅晶体电阻率的检测方法和装置
CN115343168A (zh) 一种天然橡胶老化性能测评方法
CN103674652B (zh) 铁基纳米晶光谱标样制备方法
CN109001059B (zh) 聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法
CN101922982B (zh) 一种测量烧结炉内温度场的方法
CN111426597A (zh) 一种高压电机低阻防晕漆材料的寿命分析方法
CN103115870A (zh) 一种铁基非晶光谱标样的实验室制作方法
CN107986771B (zh) 一种锰锌铁氧体磁环及其制备方法
CN107228984A (zh) 磁芯的来料检验方法
CN114242346A (zh) 一种快速确定聚氨酯漆包线最优固化工艺的方法
CN109269866A (zh) 快速判定电容器用聚丙烯薄膜电热老化的方法及其应用和验证方法
Chen et al. New insights into the radial structural differences of polyacrylonitrile fibres during thermal stabilization by the synchronous processing adjustment of time and temperature
CN114236321A (zh) 套管表面老化状态评估方法
CN106739484B (zh) 一种预测印刷品干燥过程颜色变化的方法
CN110196188A (zh) 一种球墨铸铁断裂韧性jic试样裂纹的识别工艺
CN213423385U (zh) 变压器局部放电试验测量线路
CN105970412B (zh) 一种涤锦交织镂空面料的配纱方法
CN104865510B (zh) 空心电抗器内部导体绝缘异常和质量缺陷的检验方法
JP7435146B2 (ja) タンタル酸リチウム基板の製造方法
CN112201900B (zh) 一种吸水性均匀的膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant