CN109764996B - 一种检测浆纱增强率和减伸率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种检测浆纱增强率和减伸率的方法，包括如下具体步骤：a、模拟纱线织造过程，分别对试验原纱和试验浆纱进行张力检测，获得试验原纱张力峰值和试验浆纱张力峰值；b、求出试验浆纱张力峰值提高率；c、采用单纱强力仪得到试验浆纱的试样增强率和试样减伸率；d、通过拟合方法得出试验浆纱张力峰值提高率与试样增强率之间的相关函数f₁、试验浆纱的张力峰值提高率与试样减伸率之间的相关函数f₂；e、重复步骤a和b得出待测浆纱的张力峰值提高率，利用步骤d得到的函数f₁和函数f计算待测浆纱的增强率和减伸率。采用上述方法可对同一批次的浆纱进行大比率的检测，以更精准地控制浆纱生产质量。

Description

一种检测浆纱增强率和减伸率的方法

技术领域：

本发明属于浆纱性能检测技术领域，具体涉及一种检测浆纱增强率和减伸率的方法。

背景技术：

目前在纺织行业中，传统评价浆纱质量的指标有很多，诸如纱线耐磨提高率、断裂强力增加率(即增强率)、断裂伸长减少率(即减伸率)、毛羽降低率等，此外还有通过浆液的被覆和渗透的比例以及浆膜的性能等来间接评价浆纱性能的。这些评价指标有些测试麻烦、测试时间长、有些测试不准确，有些信息片面。所以，随着科技水平的发展和对纺织品质量需求的不断提高，实现对浆纱质量的快速准确评价显得尤为重要。

现有技术中对浆纱的增强率、减伸率的测定都是采用单纱强力仪来实现的，具体方式为分别采用单纱强力仪对多根原纱、多根浆纱进行强力测定，得到原纱和浆纱各自的平均断裂强力和断裂时的平均延伸长度，然后根据浆纱和原纱的平均断裂强力计算得到浆纱增强率，根据浆纱和原纱断裂时的平均延伸长度计算得到浆纱的减伸率。

这种方式需要将纱线慢慢拉伸直至拉断，检测速度很慢，因此，在对浆纱的增强率和减伸率做检测的时候，通常只是从同一批次的浆纱中随即抽取几根浆纱来做检测，以此评判整批浆纱的质量，而在平时生产过程中，对浆纱的质检只能通过直径、外形来判断，而无法对增强率和减伸率进行实时检测。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可应用于生产过程中快速检测浆纱增强率和减伸率的方法，以实现对浆纱生产质量的实时监控。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种检测浆纱增强率和减伸率的方法，包括如下具体步骤：

a、模拟纱线织造过程，在相同的织造参数下，分别对织造过程中的试验原纱和试验浆纱进行张力检测，获得多个试验原纱张力峰值和多个试验浆纱张力峰值，对多个试验原纱张力峰值求出试验原纱平均张力峰值，对多个试验浆纱张力峰值求出试验浆纱平均张力峰值；

b、利用试验原纱平均张力峰值和试验浆纱平均张力峰值求出试验浆纱张力峰值提高率；

c、采用单纱强力仪测试上述试验原纱的强力值和伸长值，上述试验浆纱的强力值和伸长值，分别计算出试验浆纱的试样增强率和试样减伸率；

d、通过拟合方法分别得出上述试验浆纱的张力峰值提高率与试样增强率之间的拟合函数f₁、上述试验浆纱的张力峰值提高率与试样减伸率之间的拟合函数f₂；

e、在步骤a所述织造参数下，检测待测浆纱的多个张力峰值并计算出平均张力峰值，然后结合试验原纱的平均张力峰值求出待测浆纱的张力峰值提高率，再利用步骤d得到的函数f₁计算待测浆纱的增强率，利用步骤d得到的函数f₂计算待测浆纱的减伸率，所述待测浆纱与试验浆纱属于同一型号。

作为一种优选方案，模拟纱线织造过程由纱线疲劳寿命测试仪来实现，该纱线疲劳寿命测试仪包括至少三个相互平行且成环状设置的导纱辊，各导纱辊受同一电机驱动，至少一个导纱辊连接有静态张力控制器，纱线依次绕经各导纱辊后首尾连接形成纱线环形回路，各导纱辊牵引纱线循环转动，纱线疲劳寿命测试仪还包括设置在纱线环形回路上的综丝、提综装置、打纬装置以及张力检测器，所述静态张力控制器可驱动与之连接的导纱辊径向移动以改变纱线环形回路的周长，所述综丝、提综装置、打纬装置用于模拟纱线织造过程的受力情况，所述张力检测器用于连续检测纱线移动过程中的张力变化，获得张力波形图，进一步获得纱线织造过程中的张力峰值。

作为一种优选方案，所述纱线环形回路上还设置有预加张力器，预加张力器用于大幅提高纱线的初始张力，使张力检测器能够检测到纱线接近于断裂强度的张力峰值。

本发明的有益效果是：本发明首先通过建立浆纱张力峰值提高率与浆纱增强率、减伸率之间的函数关系，然后通过模拟纱线织造过程，对原纱以及上浆后的成品浆纱的张力峰值进行分别测定，并计算出张力峰值提高率，最后根据函数关系f₁和f₂分别求出浆纱增强率和减伸率。由于对浆纱张力峰值的检测不需要拉断浆纱，只需要在一定的织造工艺参数下对浆纱的张力进行检测，就能够获得所需的浆纱张力峰值，进而快速求得浆纱张力峰值提高率，速度快，操作简单，因此可应用于生产过程中，对同一批次的浆纱进行大比率的检测，以更精准地控制浆纱生产质量。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的流程图；

图2是40组张力峰提高率数据与实测的纱线增强率数据的二维坐标散点图；

图3是40组张力峰提高率数据与实测的纱线减伸率数据的二维坐标散点图；

图4是10组经计算获得的纱线增强率数据与实测的纱线增强率数据的二维坐标散点图；

图5是10组经计算获得的纱线减伸率数据与实测的纱线减伸率数据的二维坐标散点图；

图6是纱线疲劳寿命测试仪的结构示意图；

图7是静态张力控制器与导纱辊的连接结构。

图1～图7中：1、导纱辊，2、静态张力控制器，3、纱线，4、综丝，5、提综装置，6、打纬装置，7、张力检测器，8、预加张力器，9、张力记录仪，10、停经片，11、开关，12、辊轴,13、长条形孔，14、辊子,15、C形框架，16、螺栓,17、支架,18、皮带。

具体实施方式：

下面以环锭纺C14.5tex浆纱和原纱为研究对象，对本发明的技术方案详细描述。

一种检测浆纱增强率和减伸率的方法，如图1所示，包括如下具体步骤：

a、模拟纱线织造过程，取一根环锭纺C14.5tex浆纱作为试验浆纱，一根环锭纺C14.5tex原纱作为试验原纱，在相同的织造工艺参数下，分别检测试验原纱和试验浆纱在模拟织造过程中的张力，选取试验原纱的50个连续张力峰值取均值得到试验原纱平均张力峰值T1，选取试验浆纱的50个连续张力峰值取均值得到试验浆纱平均张力峰值T2。

b、根据T1和T2计算试验浆纱张力峰值提高率q：

q＝(T2-T1)/T1*100％。

c、采用单纱强力仪测试上述试验原纱的强力值P1和伸长值λ1，上述试验浆纱的强力值P2和伸长值λ2，分别计算出试验浆纱的试样增强率Q和试样减伸率ε：

Q＝(P2-P1)/P1*100％；

ε＝(λ1-λ2)/λ1*100％。

d、重复40次上述步骤a～c，取得q1～q40、Q1～Q40、ε1～ε40，建立张力峰值提高率q与试样增强率Q的二维坐标散点图(图2所示)，并通过拟合方法得出试验浆纱的张力峰值提高率q与试样增强率Q之间的拟合函数f₁：

Q＝(202q²-385.71q+261.05)/100*100％；函数f₁的拟合效果R²＝0.9825。

同理，建立张力峰值提高率q与试样减伸率ε的二维坐标散点图(图3所示)，并通过拟合方法得出试验浆纱的张力峰值提高率q与试样减伸率ε之间的拟合函数f₂：

ε＝(-247q²+735.11q-524.3)/100*100％；函数f₂的拟合效果R²＝0.9941。

通过两个拟合函数的拟合效果R²可知两个拟合函数的拟合效果很好，可以用于张力峰值提高率q与试样增强率Q之间、张力峰值提高率q与试样减伸率ε之间的计算。

在本步骤d中，重复步骤a～c时，每次重复均另取一根新的环锭纺C14.5tex浆纱及一根新的环锭纺C14.5tex原纱。

e、在步骤a所述织造工艺参数下，检测待测浆纱(环锭纺C14.5tex浆纱)的多个张力峰值并计算出平均张力峰值T2’，然后结合试验原纱的平均张力峰值T1，根据公式q＝(T2’-T1)/T1*100％求出待测浆纱的张力峰值提高率q＝134％，再利用步骤d得到的函数f₁计算待测浆纱的增强率Q＝106.9％，利用步骤d得到的函数f₂计算待测浆纱的减伸率ε＝17.2342％，所述待测浆纱也是环锭纺C14.5tex浆纱。

在实际操作中，还可通过Placket-Burman设计方法筛选显著影响张力峰提高率的工艺参数项，并通过最陡爬坡试验确定这些著影响张力峰提高率的工艺参数项显著影响张力峰提高率的参数项具体参数范围，最后利用Design-expert 8.0.6软件对各显著影响张力峰提高率的参数项进行BBD实验设计，拟合出各显著影响张力峰提高率的参数项之间的回归方程，并通过Design-expert 8.0.6软件对上述回归方程进行求解，得到显著影响张力峰提高率的各参数项的最佳参数值。利用该最佳参数值作为模拟纱线织造过程的工艺参数，能够进一步提高对浆纱增强率和减伸率的检测结果更准确。

但是，需要说明的是，即使不选用显著影响张力峰提高率的各参数项的最佳参数值，也能够得到比较准确的检测结果，该检测结果的精度能够满足生产过程中对浆纱增强率和减伸率的检测。

为了验证采用本方法对浆纱增强率和减伸率的检测准确性，采用步骤e对另对10根纱线进行检测得出10组增强率和减伸率的计算值Q计和ε计，然后采用步骤c对这10根纱线进行实测获得10组组增强率和减伸率的实测值Q实和ε实，建立增强率计算值Q计与增强率实测值Q实的二维坐标散点图(图4所示)，设定拟合公式为Q计＝Q实，得到拟合效果R²＝0.9958；建立增强率计算值ε计与增强率实测值ε实的二维坐标散点图(图5所示)，设定拟合公式为ε计＝ε实，得到拟合效果R²＝0.9855；拟合效果都很好，因此采用本方法对浆纱进行检测得出的增强率和减伸率，能够正式反应浆纱的性能，因此可以在生产过程中推广使用，以更精准地控制浆纱生产质量。

在本实施例中，模拟纱线织造过程是由纱线疲劳寿命测试仪来实现，该纱线疲劳寿命测试仪如图6、图7所示，包括五个相互平行且成环状设置的导纱辊1，各导纱辊1通过皮带18受同一电机驱动(电机在附图中未示出)，至少一个导纱辊1连接有静态张力控制器2，纱线3(原纱或浆纱)依次绕经各导纱辊1后形成环形回路，各导纱辊1牵引纱线3做环形运动，纱线疲劳寿命测试仪还包括设置在纱线环形回路上的综丝4、提综装置5、打纬装置6以及张力检测器7，所述静态张力控制器2可驱动与之连接的导纱辊1径向移动以改变纱线环形回路的周长，以改变纱线3的张力，具体结构如图7所示，连接有静态张力控制器2的导纱辊1的辊轴12两端分别转动连接在一对相互对称的长条形孔13内，静态张力控制器2拉动辊轴12沿长条形孔13长度方向移动，静态张力控制器2包括一个C形框架15，C形框架15的两端分别套接在辊轴12的两端，辊轴12上的辊子14位于C形框架15的内部，C形框架15背面转动连接有一根平行于长条形孔13设置的螺栓16，螺栓16穿过纱线疲劳寿命测试仪的支架17且与支架17螺纹连接，拧动螺栓16可拉动C形框架15沿螺栓16轴向移动，从而带动辊轴12移动，由于皮带具有一定的延展性，因此静态张力控制器2能够驱动一个导纱辊1径向移动。

所述综丝4、提综装置5、打纬装置6用于模拟纱线织造过程的受力情况，综丝4采用的是织机上的综丝，提综装置5是参照织机上的提综装置设置的，打纬装置6也是利用的织机上的打纬装置，因此可模拟织机的织造过程，提综装置5驱动综丝4沿垂直与纱线3的方向来回移动，使纱线3被拉伸，纱线3的张力提高以产生张力峰值，所述张力检测器7用于连续检测纱线3移动过程中的张力变化，获得张力波形图，进一步获得纱线织造过程中的张力峰值。

上述纱线环形回路上还设置有预加张力器8，该预加张力器8是一个横向定位且可纵向移动的砝码，砝码吊在纱线3上，给纱线3提供张力，预加张力器8用于大幅提高纱线3的初始张力，使张力检测器7能够检测到纱线3接近于断裂时的张力峰值，以进一步提高浆纱增强率和减伸率的检测精度。砝码的重量可根据纱线3的强度来进行设置。

在实际使用时，纱线疲劳寿命测试仪上设置有与张力检测器7电性连接的纱线张力记录仪9，以记录张力检测器7所检测到的纱线张力。纱线疲劳寿命测试仪上还设置有控制其启动和关闭的开关11。本实施例中采用电脑作为张力记录仪9。

为了进一步使纱线3在运动过程中的受力情况更接近实际织造过程，在纱线环形回路上还设置有停经片10，纱线3穿过停经片。

本发明工作原理是：本发明首先通过建立浆纱张力峰值提高率与浆纱增强率、减伸率之间的函数关系，然后通过模拟纱线织造过程，对原纱以及上浆后的成品浆纱的张力峰值进行分别测定，并计算出张力峰值提高率，最后根据函数关系f₁和f₂分别求出浆纱增强率和减伸率。由于对浆纱张力峰值的检测不需要拉断浆纱，只需要在一定的织造工艺参数下对浆纱的张力进行检测，就能够获得所需的浆纱张力峰值，进而快速求得浆纱张力峰值提高率，速度快，操作简单，因此可应用于生产过程中，对同一批次的浆纱进行大比率的检测，以更精准地控制浆纱生产质量。

虽然本发明所述方法首先需要通过实验方法确定函数关系f₁和f₂，看似需要花费大量的时间，但事实上，上述确定函数关系的过程是很快的，因为在对纱线(包括浆纱和原纱)的张力峰值进行测量的时候，是不需要拉断纱线的，提综和打纬的速度又是可以控制的，因此一根纱线的平均张力峰值很快就能检测出来。最终得到函数关系f₁和f₂之后，对同类型浆纱的增强率和减伸率的检测速度就会比传统的检测速度提高几十倍。因此，本发明所述方法具有非常实际的使用价值，能够有效提高浆纱制造过程中的质量控制。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种检测浆纱增强率和减伸率的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

a、模拟纱线织造过程，在相同的织造参数下，分别对织造过程中的试验原纱和试验浆纱进行张力检测，获得多个试验原纱张力峰值和多个试验浆纱张力峰值，对多个试验原纱张力峰值求出试验原纱平均张力峰值，对多个试验浆纱张力峰值求出试验浆纱平均张力峰值；

b、利用试验原纱平均张力峰值和试验浆纱平均张力峰值求出试验浆纱张力峰值提高率；

c、采用单纱强力仪测试上述试验原纱的强力值和伸长值，上述试验浆纱的强力值和伸长值，分别计算出试验浆纱的试样增强率和试样减伸率；

d、通过拟合方法分别得出上述试验浆纱的张力峰值提高率与试样增强率之间的相关函数f₁、上述试验浆纱的张力峰值提高率与试样减伸率之间的相关函数f₂；

e、在步骤a所述织造参数下，检测待测浆纱的多个张力峰值并计算出平均张力峰值，然后结合试验原纱的平均张力峰值求出待测浆纱的张力峰值提高率，再利用步骤d得到的函数f₁计算待测浆纱的增强率，利用步骤d得到的函数f₂计算待测浆纱的减伸率，所述待测浆纱与试验浆纱属于同一型号。

2.根据权利要求1所述的一种检测浆纱增强率和减伸率的方法，其特征在于，模拟纱线织造过程由纱线疲劳寿命测试仪来实现，该纱线疲劳寿命测试仪包括至少三个相互平行且成环状设置的导纱辊，各导纱辊受同一电机驱动，至少一个导纱辊连接有静态张力控制器，纱线依次绕经各导纱辊后首尾连接形成纱线环形回路，各导纱辊牵引纱线循环转动，纱线疲劳寿命测试仪还包括设置在纱线环形回路上的综丝、提综装置、打纬装置以及张力检测器，所述静态张力控制器可驱动与之连接的导纱辊径向移动以改变纱线环形回路的周长，所述综丝、提综装置、打纬装置用于模拟纱线织造过程的受力情况，所述张力检测器用于连续检测纱线移动过程中的张力变化，获得张力波形图，进一步获得纱线织造过程中的张力峰值。

3.根据权利要求2所述的一种检测浆纱增强率和减伸率的方法，其特征在于，所述纱线环形回路上还设置有预加张力器，预加张力器用于大幅提高纱线的初始张力，使张力检测器能够检测到纱线接近于断裂强度的张力峰值。