DE1286312B

DE1286312B - Method and device for differentiating between threads of different cross-sectional shape and / or different twist

Info

Publication number: DE1286312B
Application number: DE1965F0045498
Authority: DE
Inventors: Widera Hildegard; Lange; Dr Thomas; Hirche Werner
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1965-03-12
Publication date: 1969-01-02

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterscheidung von Fäden verschiedener Querschnittsform und/oder unterschiedlichen Dralls. The present invention relates to a method of discrimination of threads of different cross-sectional shape and / or different twist.

Eine Reihe textiler Eigenschaften von Fäden hängt von der Querschnittsform der Fäden ab. So ist z. B. das optische Erscheinungsbild von Geweben neben der Webart auch von der Ausbildung der Oberfläche der benutzten Fäden abhängig. Weiter wirkt sich die Profilform der Fäden auf andere Effekte aus, wie z. B. die Färbung oder den Griff der Gewebe. Um den verschiedenen textilen Anforderungen gerecht zu werden, werden Fäden verschiedener Querschnittsformen hergestellt. A number of textile properties of threads depend on the cross-sectional shape the threads off. So is z. B. the visual appearance of fabrics in addition to the weave also depends on the formation of the surface of the threads used. Continue to work the profile shape of the threads on other effects, such as. B. the coloring or the handle of the tissue. In order to meet the various textile requirements, threads of various cross-sectional shapes are produced.

AmX häufigsten sind kreisrunde Formen. Daneben werden aber auch Vielecke, wie z. B. Dreiecke, Rechtecke oder sogar Fünfsterne mit fünf einspringenden und fünf hervorspringenden Ecken, als Querschnittsformen verwendet. Fäden dieser Querschnittsformen, speziell der komplizierteren, zeigen bei der Herstellung leicht Schwankungen in der Gleichmäßigkeit ihrer Ausbildung. Um die Gleichmäßigkeit der textilen Eigenschaften der Fäden zu gewährleisten, ist es aber erforderlich, daß die Querschnittsformen über die Längen der Fäden stets gleichbleiben. Bei der Produktion synthetischer Fäden ist daher eine stete Kontrolle der Ausbildung der Querschnittsform notwendig. Most common are circular shapes. In addition, there are also polygons, such as B. triangles, rectangles or even five stars with five and five protruding corners, used as cross-sectional shapes. Threads of these cross-sectional shapes, especially the more complex ones, show slight fluctuations in production the regularity of their training. About the uniformity of the textile properties To ensure the threads, it is necessary that the cross-sectional shapes always remain the same over the lengths of the threads. In the production of synthetic Threads, therefore, constant control of the formation of the cross-sectional shape is necessary.

Bekannt ist die Prüfung der Querschnittsform durch eine mikroskopische Querschnittsbetrachtung. Diese erfordert aber jeweils eine komplizierte mikroskopische Präparation. Bekannt ist ferner die Prüfung von der Querschnittsform abhängiger Eigenschaften, wie z. B. die Färbung, die häufig durch praxisnahe Versuche ermittelt werden, wie z. B. Färbetests. Alle diese Verfähren sind jedoch zeitraubend und wenig geeignet zur Kontrolle einer kontinuierlichen Produktion von Fäden. The examination of the cross-sectional shape by a microscopic one is known Cross-sectional view. However, this requires a complicated microscopic one in each case Preparation. The test is also known to be more dependent on the cross-sectional shape Properties such as B. the color, which is often determined by practical tests become, such as B. Staining Tests. However, all of these methods are time consuming and small suitable for the control of a continuous production of threads.

Weiterhin werden endlose Fäden und Fasergarne häufig einem Zwirnprozeß unterworfen, indem man ihnen einen Drall erteilt. Der Drall eines Fadens wird üblicherweise durch Rückwärts-Aufdrehen des Fadens bis zum Drall Null bestimmt. Diese Methode ist überaus zeitraubend. Bei der Lage- und Vorratshaltung von Fäden und Garnen erweist sich aber häufig im großem Umfang als notwendig, Spulen mit Fäden unterschiedlichenDralls voneinander zu unterscheiden. Furthermore, endless filaments and filamentary yarns often become a twisting process subjected by giving them a twist. The twist of a thread is usually determined by turning the thread backwards until the twist is zero. This method is extremely time consuming. When it comes to the storage and storage of threads and yarns but often to a large extent as necessary, bobbins with threads of different twist to distinguish from each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnell arbeitende Kontrollmethode zu schaffen, die eine für die Bedürfnisse der Praxis hinreichende Orientierung über die Gleichmäßigkeit der Profile bietet und zur überschlägigen Bestimmung des Drall, insbesondere an Wickelkörpern, geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Lichtstrahl auf die Oberfläche von Wickeln oder Lagen des zu beurteilenden Fadens unter dem Brewsterschen Winkel gegen die Normale der Oberfläche gerichtet wird und daß der Grad der Polarisation des reflektierten Lichtes gemessen wird. Es ist zweckmäßig, wenn senkrecht zur Achse des reflektierten Lichtstromes ein Polarisationsfilter rotiert und das so modulierte Licht von einem lichtelektrischen Empfänger aufgefangen und die Intensität des Wechsellichtes als elektrische Größe angezeigt wird. The invention is based on the object of a fast working To create a control method that is sufficient for the needs of the practice Provides orientation about the evenness of the profiles and provides a rough estimate Determination of the twist, in particular on wound bodies, is suitable. This task is achieved according to the invention in that a light beam on the surface of Wrapping or layers of the thread to be assessed at the Brewster's angle against the normal of the surface is directed and that the degree of polarization of the reflected light is measured. It is useful when perpendicular to the axis of the reflected light flux rotates a polarization filter and modulates it Light captured by a photoelectric receiver and the intensity of the alternating light is displayed as an electrical quantity.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Vorteil erzielt, daß die Gleichmäßigkeit des Querschnittsprofils und des Dralls von Textilien kontinuierlich überwacht werden kann. Das Verfahren läßt sich automatisieren und zur Betätigung von Schaltmitteln verwenden, die z. B. Alarmvorrichtungenbetätigen oder Maschinen stoppen. The measures according to the invention have the advantage that the uniformity of the cross-sectional profile and the twist of textiles continuously can be monitored. The process can be automated and operated from Use switching means z. B. Operate alarm devices or machines to stop.

Es ist bekannt, daß Licht nach der Reflexion an ebenen Oberflächen je nach dem Reflexiqnswinkel mehr oder weniger polarisiert ist. Eine völlige Polansation des reflektierten Lichtes tritt ein, wenn natürliches Licht so auf einen dielektrischen Spiegel fällt, daß der gebrochene Lichtstrahl auf dem reflektierten senkrecht steht. Dieser Sachverhalt wird durch das sogenannte Brewstersche Gesetz wiedergegeben. Es ist weiterhin bekannt, daß der Polarisationsgrad an strukturierten Oberflächen niedriger ist als an ebenen Oberflächen gleichen Materials unter gleichen Reflexionsbedingungen. Der Brewstersche Winkel ist aus dem Brewsterschen Gesetz unter Zuhilfenahme des Brechungsindexes des Materials, aus dem der Faden besteht, zu ermitteln. So ergibt sich bei einem Brechungsindex von n=1,58 ein Brewsterscher Winkel von 580. Abweichungen vom korrekten Wert des Winkels bis zu 100 sind unerheblich. Aber auch bei größeren Abweichungen ist das Verfahren immer noch mit Erfolg anwendbar, allerdings mit entsprechend vermindrter Meßgenauigkeit. It is known that light after reflection on flat surfaces is more or less polarized depending on the angle of reflection. A complete polarization The reflected light occurs when natural light hits a dielectric Mirror falls so that the refracted light beam is perpendicular to the reflected one. This fact is represented by the so-called Brewster's law. It is also known that the degree of polarization on structured surfaces is lower than on flat surfaces of the same material under the same reflection conditions. Brewster's angle is derived from Brewster's law with the aid of the To determine the refractive index of the material from which the thread is made. So results with a refractive index of n = 1.58 a Brewster's angle of 580. Deviations from the correct value of the angle up to 100 are irrelevant. But also with larger ones Deviations, the procedure can still be used successfully, albeit with a corresponding effect reduced measurement accuracy.

Die polarisierende Wirkung der Oberfläche der dicht nebeneinanderliegenden Fäden nimmt mit steigender Ausbildung des Profils und steigendem Drall ab. Selbstverständliche Voraussetzung des Verfahrens ist natürlich, daß bei vergleichenden Messungen von Fäden verschiedenen Profils die Wicklung der Fäden stets ähnlich ist. Diese Voraussetzung ist aber durch die in der Textilindustrie angewandten Wickelvorrichtungen gegeben. The polarizing effect of the surface of the closely spaced Threads decrease with increasing formation of the profile and increasing twist. Obvious The prerequisite for the procedure is, of course, that in comparative measurements of Threads of different profile the winding of the threads is always similar. This requirement but is given by the winding devices used in the textile industry.

Zur Ermittlung des Polarisationsgrades bedient man sich vorteilhafter Weise eines in den Lichtstrahl gebrachten Polarisationsfilters. Durch dieses dringt nur das in seiner Durchlaßrichtung schwingende Licht. It is more advantageous to use it to determine the degree of polarization Way of a polarization filter brought into the light beam. Penetrates through this only the light oscillating in its transmission direction.

Das durchgelassene Licht ist dann ein Maß für den Polarisationsgrad. Zweckmäßigerweise geht man so vor, daß man die Intensität des reflektierten und gefilterten Lichtes einer größeren Anzahl von Fadenwickeln von Fäden bekannten Profils und/oder Dralls ermittelt und so eine Eichkurve aufstellt. Selbstverständlich besteht dabei die Gefahr, daß gleiche Intensitäten von verschieden ausgebildeten Oberflächen erhalten werden. Diese Gefahr ist jedoch bei der Sortierung handelsüblicher Fäden vernachlässigbar gering.The light transmitted is then a measure of the degree of polarization. Appropriately, one proceeds in such a way that the intensity of the reflected and filtered light of a larger number of thread windings of threads of known profile and / or twist is determined and a calibration curve is established in this way. Of course there is there is a risk that the same intensities of differently designed surfaces can be obtained. However, this danger is with the sorting of commercially available threads negligibly small.

Die Intensität des Lichtes kann mit dem bloßen Auge ermittelt werden oder mit Hilfe eines lichtelektrischen Empfängers. Lichtelektrische Empfänger sind wegen ihres objektiven Meßergebnisses bevorzugt. Es können beispielsweise Fotozellen oder auch Fotowiderstände erfolgreich eingesetzt werden. Bei Verwendung li'chtelektrischer Empfänger hat'es sich als vorteilhaft erWiesen? das. Polarisationsfilter rotieren zu lassen. Sq erhält man neben einem Grundlichtstrom, der unter anderem-vonFden Reflexionseigenschaften des Fadenwckels abftängt, ein diesem überlagertes Wechsellicht, dessen Amplitude ein Maß für die polarisierende Wirkung und damit für das Querschnittsprofil und den Drall des Fadens ist. The intensity of the light can be determined with the naked eye or with the help of a photoelectric receiver. Photoelectric receivers are preferred because of their objective measurement result. For example, it can be photocells or photoresistors can be used successfully. When using light electric Recipient has it proven to be advantageous? Rotate the polarizing filter allow. Sq is obtained in addition to a basic luminous flux, which among other things-vonFden Reflecting properties of the thread tangle, an alternating light superimposed on it, its amplitude is a measure of the polarizing effect and thus of the cross-sectional profile and the twist of the thread is.

Die Frequenz des Wechsellichtes ist gleich der doppelten Drehzahl des Polarisationsfilters. Ungleichmäßigkeiten des Filters, die das Licht mit der einfachen Umdrehungszahl modulieren, können daher leicht auf der Empfängerseite mit elektrischen Mitteln vom Meßwert abgetrennt werden. Die Umdrehungszahl des Polarisationsfilters kann in sehr weiten Grenzen variiert werden. So werden bei einer Umdrehung pro Sekunde wie auch bei 20000 sec brauchbare Meßwerte erhalten. Bevorzugt sind jedoch Umdrehungszahlen von 50 bis 200 U/sec. The frequency of the alternating light is equal to twice the speed of the polarization filter. Irregularities in the filter, which the light with the modulate simple number of revolutions, can therefore easily be done on the receiving end be separated from the measured value by electrical means. The number of revolutions of the polarization filter can be very wide Limits can be varied. So with a Revolutions per second as well as at 20,000 sec. Usable measured values are obtained. Preferred however, speeds of rotation are from 50 to 200 rpm.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Eine Lichtquelle 1 und eine Sammellinse erzeugen ein Bündel Licht. In einer Haltevorrichtung 2 befindet sich eine Spule 3 mit dem aufgewickelten zu prüfenden Faden. The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment illustrated. A light source 1 and a converging lens generate a bundle of light. In a holding device 2 there is a coil 3 with the wound up testing thread.

Auf dessen Oberfläche fällt das Lichtbündel der Lichtquelle 1 unter dem Winkel a zur Normalen der Oberfläche. Der Windel α beträgt 58°. Das Polarisationsfilter 4 wird im Lichtstrom durch einen Motor 5 in Rotation versetzt, beispielsweise mit einer Umdrehungszahl von 92,5 U/sec. Hinter dem Filter ist ein lichtelektrischer Empfänger 6 angeordnet, an den ein Wechselspannungsmeßverstärker 7 angeschlossen ist. Dieser ist auf eine Frequenz abgestimmt, die der doppelten Drehzahl des Polarisationsfilters entspricht, hier 185 Hz. Die verstärkte Meßgröße (Strom oder Spannung) wird an einem Meßinstrument 8 angezeigt.The light beam from the light source 1 falls on its surface the angle a to the normal of the surface. The diaper α is 58 °. The polarizing filter 4 is set in rotation in the luminous flux by a motor 5, for example with a speed of 92.5 rev / sec. Behind the filter is a photoelectric Receiver 6 arranged to the an AC voltage measuring amplifier 7 is connected is. This is tuned to a frequency that is twice the speed of the polarization filter corresponds, here 185 Hz. The amplified measured variable (current or voltage) is at a Meter 8 displayed.

In einer weiterentwickelten Ausführungsform der Vorrichtung enthält der Verstärker 7 noch einen Meßweg für den Grundlichtstrom und gibt eine weitere diesem entsprechende Meßgröße ab. Diese kann zur Regelung der Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung oder als Bezugsgröße für die Ausgangswechselspannung verwendet werden. In a further developed embodiment of the device contains the amplifier 7 still has a measuring path for the basic luminous flux and is another this corresponding measured variable. This can be used to regulate the brightness of the lighting device or used as a reference for the AC output voltage.

Die genügend deutliche Unterscheidbarkeit von Spulen mit verschiedenem Profil und Drall nach vorstehend beschriebenem Verfahren und der Vorrichtung zu seiner Ausführung zeigt die folgende Tabelle: Profil und Drall') Anzeige2) 2) Fehler') Anzeige 4) Fehler') Kreisrund, 350 ........... . .......... 3,18 #0,84% 3,20 #1,56% Kreisrund, 1200 .......... ............ 1,80 #0,92% 1,74 #1,6% Fünfsternförmig, 350 . ......... . ..... 2,10 #1,81% 2,05 #1,8% Fünfsternförmig, 1200 .. ............. . 1,46 #1,37% 1,46 #0,9% 1) In Drehungen/m; 2) MIttelwert aus zehn Messungen an einer Spule; 3) mittlerer Fehler des Mittelwerts; 4) Mittelwert aus jeweils einer Messung an zehn verschiedenen Spulen, die textiltechnisch als nahezu gleich anzusehen sind.The following table shows the sufficiently clear differentiation between coils with different profiles and twist according to the method described above and the device for its execution: Profile and twist ') Display2) 2) Error') Display 4) Error ') Circular, 350 ............ .......... 3.18 # 0.84% 3.20 # 1.56% Circular, 1200 .......... ............ 1.80 # 0.92% 1.74 # 1.6% Five-star, 350. .......... ..... 2.10 # 1.81% 2.05 # 1.8% Five-star shape, 1200 .. .............. 1.46 # 1.37% 1.46 # 0.9% 1) In turns / m; 2) mean value from ten measurements on a coil; 3) mean error of the mean; 4) Average value from one measurement in each case on ten different bobbins, which are to be regarded as almost identical in terms of textile technology.

Als Prüfkörper wurde in der Vorrichtung der F i g. 1 Spulen von etwa 14 cm äußerem Wickeldurchmesser verwendet, die aus endlosen Polyäthylenterephthalatfäden einer Gesamtdicke von 45 Denier bestanden, die ihrerseits jede aus 25 Einzelfäden von 1,8 Denier Stärke zusammengezwirnt waren. Verändert wurden der Drall und das Querschnittsprofil der Fäden in der in der Tabelle angezeigten Weise. Für die reine Messung wurde jeweils etwa 1 Sekunde Zeit benötigt. As a test body in the device of FIG. 1 coils of about 14 cm outer winding diameter, made of endless polyethylene terephthalate threads a total thickness of 45 denier, which in turn consisted of 25 individual threads 1.8 denier were twisted together. The twist and that have been changed Cross-sectional profile of the threads as shown in the table. For the pure Measurement took about 1 second each time.

Die Zahlen der obenstehenden Tabelle zeigen den starken Einfluß von Drall und Profilausbildung. Die Meßwerte sind so deutlich unterschieden, daß man sie zur Aussortierung und Klassifizierung der Spulen heranziehen kann. Es ist sogar möglich, mit ihnen eine in ihrer Ansprechempfindlichkeit vorwählbare Signal anlage zu bestätigen. The figures in the table above show the strong influence of Twist and profile formation. The measured values are so clearly different that one they can be used to sort out and classify the coils. It is even possible to use a signal system with a preselectable response sensitivity to confirm.

Claims

Claims: 1. Method for distinguishing between different threads Cross-sectional shape and / or different twist, characterized in that a beam of light on the surface of coils or layers of the thread to be assessed at Brewster's angle to the north paint on the surface and that the degree of polarization of the reflected light is measured.

2. The method according to claim 1, characterized in that perpendicular a polarization filter rotates to the axis of the reflected light flux and that the light modulated in this way is captured by a photoelectric receiver and the The intensity of the alternating light is displayed as an electrical quantity.

3. Apparatus for carrying out the method according to the claims 1 and 2, characterized by a light source (1), a holding device (2) for a spool (3) on which the thread to be tested is wound, which is inclined so that that the normal of the surface of a coil stored therein is against the axis of the Luminous flux forms an angle of 580, a rotatable in the beam of light Polarization filter (4), a motor (5) which sets this in rotation, a photoelectric receiver (6) on which the reflected and filtered light falls, and which is followed by a measuring amplifier (7) and a measuring instrument (8).