DE2925810A1 - Staple fibre crimping property measurement - determines elongation function in crimped condition, by extrapolation to min. and max. tension - Google Patents
Staple fibre crimping property measurement - determines elongation function in crimped condition, by extrapolation to min. and max. tensionInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Einrichtung zur BestimmungMethod and device for determination
der Kräuseleigenschaften von Stapelfasern Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Kräuseleigenschaften von Stapelfasern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Kräuseleigenschaften von Stapelfasern, welche Kräuseleigenschaften definiert sind durch den Längenunterschied im eingekräuselten Zustand unter dem Einfluß einer vorgegebenen Minimal spannung und dem gestreckten Zustand unter dem Einfluß einer vorgegebenen Maximalspannung, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.the crimp properties of staple fibers procedure and means for determining the crimp properties of staple fibers. The invention relates to a method for determining the crimp properties of staple fibers, which crimp properties are defined by the difference in length in the crimped State under the influence of a predetermined minimum voltage and the stretched State under the influence of a predetermined maximum voltage, as well as a device to carry out the procedure.
Bei bekannten Methoden zur Bestimmung der Kräuseleigenschaften von Stapelfasern wird die Faser mit zwei feinheitsbezogenen Kräften belastet, wobei die erste Kraft so gering gewählt wird, daß sie noch keine Entkräuselung bewirkt, und die zweite Kraft so groß gewählt wird, daß die Kräuselung vollständig entfernt wird, ohne aber die Faser in Längsrichtung zu dehnen. Aus der Längendifferenz zwischen dem eingekräuselten Zustand und dem gestreckten Zustand der Faser wird eine als "Einkräuselung" bezeichnete Kenngröße abgeleitet.In known methods for determining the curling properties of Staple fibers, the fiber is loaded with two fineness-related forces, whereby the first force is chosen so low that it does not yet cause any unruffing, and the second force is chosen so large that the crimp is completely removed without stretching the fiber lengthways. From the difference in length between the curled state and the stretched state of the fiber is referred to as "Crimping" designated characteristic derived.
Diese Methoden verwenden somit aus dem funktionellen Zusammenhang zwischen der Längenänderung einer Faser und den zugehörigen feinheitsbezogenen Kräften nur zwei Punkte, wogegen sie keine Informationen über die dazwischenliegenden Zustände vermitteln. Die übliche Verfahrensweise, bei der man vom eingekräuselten Zustand ausgeht und die Längenzunahme bei angelegter Maximalspannung mißt, bringt sehr ungenaue Ergebnisse, da die Länge der Faser im eingekräuselten Zustand stark von der zufälligen geometrischen Anordnung der Faser in der Probe und nur zum geringen Teil von ihren Kräuselungseigenschaften abhängig ist; der umgekehrte Weg, von der vollständig gestreckten Faser auszugehen und die Längenverkürzung im einyekräuselten Zustand zu messen, ist nicht ganybar, weil die Faser bei vollständiger Entkräuselung bereits irreversibel verändert wird. Da also sowohl die Längen im eingekräuselten Zustand als auch im gestreckten Zustand schlecht definierbar sind, werden bei der bekannten Bestimmung eigentlich die ungeeignetsten Punkte des vollständigen Entkräuselungsdiagramms verwendet.These methods therefore use out of the functional context between the change in length of a fiber and the associated fineness-related forces only two points, whereas they have no information about the states in between convey. The usual practice of going from the curled state goes out and measures the increase in length when the maximum voltage is applied, brings very inaccurate Results as the length of the fiber in the crimped State strong from the random geometric arrangement of the fibers in the sample and only to a minor extent Part is dependent on their curling properties; the opposite way from the to go out completely stretched fiber and the length shortening in einyeekräuselte It is not possible to measure the condition because the fiber is completely uncrimped is already changed irreversibly. So since both the lengths in the crimped State as well as in the stretched state are poorly defined, are in the known determination actually the most unsuitable points of the complete de-curling diagram used.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Bestimmen der Kräuseleigenschaften von Stapelfasern zu schaffen, welches verläßliche Meßwerte liefert und Informationen nicht nur über die Endpunkte, sondern über beliebig viele Punkte der Spannungs-Längungs-Funktion einer zu prüfenden Faser vermittelt.The method according to the invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and the task is to find a method for determining the To create crimp properties of staple fibers, which are reliable measured values provides and information not only about the endpoints, but about any number Points of the stress-elongation function of a fiber to be tested conveyed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß durch eine Mehrzahl von Längen- und zugehörigen Spannungsmessungen bei kontinuierlich erhöhter bzw. erniedrigter Spannung im Bereich zwischen der vorgegebenen Minimal- und Maximalspannur eine Spannungs-Längungsfunktion ermittelt und diese Funktion zu den vorgegebenen Minimal- und Maximalwerten extrapoliert wird.According to the invention, this object is achieved in a method as described at the outset designated type solved in that by a plurality of length and associated Voltage measurements with continuously increased or decreased voltage in the area a stress-elongation function between the specified minimum and maximum tension and this function is extrapolated to the specified minimum and maximum values will.
Vorteilhaft werden die gemessenen Spannungs-Längungs-Werte in elektrische Signale umgewandelt und mit in einer Mehrzahl von Speichern eingegebenen Wertepaaren verglichen.The measured voltage-elongation values are advantageously converted into electrical Signals converted and with pairs of values entered in a plurality of memories compared.
Die Erfindung umfaßt weiters eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche eine Einspannvorrichtung für den zu prüfenden Faden mit einer festen Klemme und einer entlang einer Meßstrecke beweglichen Klemme und einer Meßeinrichtung für Längung und Spannung des Fadens auf- weist und dadurch gekennzeichnet ist, daß die feste Klemme mit einem Spannungsmeßorgan und die bewegliche Klemme mit einem Wegaufnehmer verbunden ist.The invention further comprises a device for performing the Method which a jig for the thread to be tested with a fixed clamp and a clamp movable along a measuring section and a measuring device for elongation and tension of the thread has and characterized is that the fixed clamp with a tension measuring element and the movable clamp is connected to a displacement transducer.
Vorteilhaft wird die Streckung bzw. Einkräuselung der zu prüfenden Faser durch eine motorgetriebene bewegliche Klemme bewerkstelligt, deren jeweilige Position in bezuy auf die Ausgangsposition gemessen wird. Zweckmäßig sind mindestens vier Meßstellen vorgesehen, die die Wertepaare Spannung-Längung messen. Die Auswertung der Meßergebnisse wird vorzugsweise durch Umwandlung in elektrische Signale bewerkstelligt. Die Kraftmeßeinrichtung soll einen Bereich entsprechend feinheitsbezogener Kräfte von 0,01 cN/tex bis mindestens 1 cN/tex mit Genauigkeit erfassen.The stretching or curling of the test pieces is advantageous Fiber accomplished by a motorized movable clamp, their respective Position is measured in relation to the starting position. At least four measuring points are provided, which measure the value pairs tension-elongation. The evaluation the measurement results are preferably achieved by converting them into electrical signals. The force measuring device should cover a range corresponding to the forces related to the fineness Record from 0.01 cN / tex to at least 1 cN / tex with accuracy.
Es wurde gefunden, daß der Zusammenhang zwischen Längung und Spannung bei den hauptsächlich vorkommenden Fasern auf Cellulose-, Polyamid-, Polyacryl-, Polyester- oder Polypropylenbasis durch eine Exponentialfunktion der Form: ö = 0½. ems wiedergegeben werden kann, wobei und 2 zwei Spannungsstufen, M eine Konstante und £ die Längenänderung der eingekräuselten Faser beim übergang von der einen zur anderen Spannungsstufe darstellen; e ist die Basis des natürlichen Logarithmensystems.It has been found that the relationship between elongation and tension for the mainly occurring fibers on cellulose, polyamide, polyacrylic, Polyester or polypropylene based on an exponential function of the form: ö = 0½. ems can be reproduced, with and 2 two voltage levels, M a constant and £ the change in length of the crimped fiber as it passes from one to the other represent another voltage level; e is the basis of the natural logarithm system.
Der gleiche Zusammenhang besteht auch beim übergang aus dem gestreckten in den eingekräuselten Zustand, wobei sich lediglich die Konstante M ändert.The same relationship also applies to the transition from the stretched one to the curled state with only the constant M changing.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in dem Schema nach Fig. 1 näher erläutert, Fig. 2 veranschaulicht einen Meßversuch.The method according to the invention is shown in more detail in the scheme according to FIG. 1 explains, Fig. 2 illustrates a measurement experiment.
Gemäß Fig. 1 wird die zu prüfende Faser 2 zwischen einer festen Klemme 3 und einer beweglichen Klemme 3' lose eingespannt. Die feste Klemme steht mit einem Spannungsmeßorgan 1 in Verbindung. Die bewegliche Klemme 3' ist auf einem Meßkopf 4 montiert, der durch eine vom Motcr 5 betriebene Schraubenspindel od.dgl. längs der Meßstrecke fahrbar ist.According to Fig. 1, the fiber to be tested 2 is between a fixed clamp 3 and a movable clamp 3 'loosely clamped. The fixed clamp stands with a Voltage measuring element 1 in connection. The movable clamp 3 'is mounted on a measuring head 4, which is driven by a screw spindle driven by the Motcr 5 or the like. can be driven along the measuring section.
An dem Meßkopf befindet sich noch ein digitaler Weyaufnehmer 6. Dieser Wegaufnehmer liefert elektrische Impulse, deren Anzahl ein Maß für die Umdrehungen der Schraubenspindel und somit für den Weg der unteren Klemme 3' darstellt.There is also a digital sensor 6 on the measuring head Displacement transducer supplies electrical impulses, the number of which is a measure of the number of revolutions represents the screw spindle and thus for the path of the lower terminal 3 '.
Das Spannungsmeßorgan 1 liefert eine durch die Faser auf die obere Klemme ausgeübte Spannung proportionale elektrische Größe, welche einem Analog/Digitalwandler 7 zugeführt wird.The tension measuring element 1 delivers a through the fiber to the upper one Terminal applied voltage proportional electrical quantity, which an analog / digital converter 7 is fed.
Der Wandler 7 liefert daher die Spannung des Spannunysmeßorgans 1 in elektrischer Form als Ziffenlverschlüsselt. Die der Spannung entsprechenden Ziffern werden parallel vier Speichern 8, 9, 10 11 zugeführt, deren Inhalt jeweils den Spannungszustand im Spannungsmeßorgan 1 darstellt. Die vom digitalen Wegaufnehmer 6 gelieferten Impulse, welche den Weg der unteren Klemme repräsentieren, laufen parallel in Speicher 20, 21, 22, 23 und werden dort laufend festgehalten. Die Linrichtung verfügt darüber hinaus über vier Speicher 16, 17, 18, 19, in denen vor Beginn der Messung vier gewählte, den Spannungen entsprechende Ziffern ebenfalls als elelctrische Größen eingegeben werden können. Weiters verfügt die Einrichtung über vier Vergleichsschaltungen 12, 13, 14, 15, welche den Inhalt der Speicher 8, 9, 10, 11 jeweils mit dem Inhalt der Speicher 16, 17, 18, 19 vergleichen.The converter 7 therefore supplies the voltage of the voltage measuring element 1 in electrical form as digit encrypted. The digits corresponding to the voltage four memories 8, 9, 10 11 are fed in parallel, their contents in each case the voltage state represents in the voltage measuring element 1. The impulses supplied by the digital displacement transducer 6, which represent the path of the lower terminal run in parallel in memory 20, 21, 22, 23 and are continuously recorded there. The direction has it in addition to four memories 16, 17, 18, 19, in which four selected before the start of the measurement, Numbers corresponding to the voltages are also entered as electrical quantities can be. The device also has four comparison circuits 12, 13, 14, 15, which the content of the memory 8, 9, 10, 11 each with the content of the Compare memory 16, 17, 18, 19.
Beim vorsichtigen Strecken der Faser 2 durch Bewegung der unteren Klemme mittels der Spindel der Antriebsvorrichtung und auch beim Entlasten der Faser durch gegenläufige Bewegung der Spindel findet man in den Speichern 8 bis 11 der Reihe nach alle dabei auftretenden und mittels Spannungsmeßorgan 1 gemessenen Spannungen. Wenn immer in einem der vier Speicher dieselbe Ziffer als Naß für die jeweilige Spannung auftritt als in einem zugehörigen Speicher 16 bis 19 eingegeben war, spricht eine der zugehörigen Vergleichsschaltungen 12 bis 15 an und stellt den zugehörigen Speicher für die Längenimpulse 20 bis 23 ab. Nach Durchlaufen eines Belastungs- oder Entlastungsvorganges der Faser 2 sind daher in den Speichern 20 bis 23 diejenigen Längen der Fasern gespeichert, welche mit den in 16 bis 19 eingegebenen Spannungen korrespondieren. Aus den zugehörigen Wertepaaren 16 und 20, 17 und 21, 18 und 22, 19 und 23 kann die Kräuselung der Faser berechnet werden.When carefully stretching the fiber 2 by moving the lower one Clamp by means of the spindle of the drive device and also when relieving the fiber by moving the spindle in opposite directions, one finds the memories 8 to 11 of the One after the other all the voltages that occur and are measured by means of the voltage measuring element 1. Whenever in one of the four memories the same number as wet for the respective one Voltage occurs as was entered in an associated memory 16 to 19 speaks one of the associated comparison circuits 12 to 15 and provides the associated Memory for the length pulses 20 to 23. After going through a Stressful or relieving process of the fiber 2 are therefore those in the stores 20 to 23 Stored lengths of the fibers which correspond to the voltages entered in 16 to 19 correspond. From the associated value pairs 16 and 20, 17 and 21, 18 and 22, 19 and 23 the crimp of the fiber can be calculated.
In Fig. 2 wird ein Beispiel zur Messung der Kräuselungseigenschaften einer Acrylfaser veranschaulicht. Das Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen Spannung und Längenänderung beim Einkräuseln einer Faser. Zu Beginn der Messung befindet sich die Faser in dem durch A gekennzeichneten Punkt, zu Ende der Messung in dem durch E gekennzeichneten Punkt. Die im Diagramm angegebenen Bezugsspannungen sind die folgenden: &1 0t7 cN/tex #2 0,4 cN/tex 0,1 0,1 cN/tex 64 0,04 cN/tex Die zugehörigen Faserlängen L1, L2, L3, L4 wurden mithilfe der beschriebenen Einrichtung wie folgt gemessen: L1 22,7 mm L2 22,5 mm L3 21,6 mm L4 21,02 mm Unter Verwendung der Formel U = . eM2 (L1 - L2) 1 2 berechnet sich unter Verwendung der eingegebenen Daten M2 mit 2,8. In derselben Weise berechnet man mithilfe der Formel #3 = #4 . eM1(L3 L4), M1 mit 1,5.In Fig. 2, an example for measuring curling properties is shown an acrylic fiber illustrated. The diagram shows the relationship between voltage and change in length when crimping a fiber. Located at the beginning of the measurement the fiber is at the point indicated by A, at the end of the measurement in the point marked by E. The reference voltages given in the diagram are the following: & 1 0t7 cN / tex # 2 0.4 cN / tex 0.1 0.1 cN / tex 64 0.04 cN / tex Die Associated fiber lengths L1, L2, L3, L4 were established using the device described Measured as follows: L1 22.7mm L2 22.5mm L3 21.6mm L4 21.02mm Using of the formula U =. eM2 (L1 - L2) 1 2 is calculated using the entered Data M2 with 2.8. Calculate in the same way using the formula # 3 = # 4. eM1 (L3 L4), M1 with 1.5.
Gesucht sind die beiden Längen Lz und Lg, welche zu den beiden durch Normung festgelegten Spannungen gz = 0,01 cN/tex und gg = 1,0 cN/tex=gehören. Dies kann gemäß Fig. 2 graphisch g durch Verlängern der Kurve A bis E nach oben und unten erfolgen. Die Einrichtung ermöglicht aber auch, mithilfe eines angeschlossenen Rechners diese Längen rascher und genauer zu ermitteln. Mithilfe der Formel &4 = so . e1'5 (L4 - Lz) findet man LZ mit 20,1 mm, und mithilfe der Formel #g = # = #1 . 2,8 (Lg - L1) findet man Lg mit 22,8 mm.We are looking for the two lengths Lz and Lg, which lead to the two through Standardization specified tensions gz = 0.01 cN / tex and gg = 1.0 cN / tex = belong. this can graphically according to FIG. 2 by lengthening the curve A to E up and down take place. The facility also allows you to use a connected Computer to determine these lengths more quickly and more precisely. Using the formula & 4 = so. e1'5 (L4 - Lz) one finds LZ with 20.1 mm, and using the formula #g = # = # 1. 2.8 (Lg - L1) one finds Lg with 22.8 mm.
Die gefragte Einkräuselung E wird durch die genormte Formel L - L E = gz . 100 definiert, welche im vorliegenden Fall Lg g einen Wert von 12 % liefert.The crimping E in question is given by the standardized formula L - L E = gz. 100 defines which in the present case Lg g delivers a value of 12%.
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EP0708333A2 (en) | 1994-10-17 | 1996-04-24 | Hoechst Trevira GmbH & Co. KG | Device and method for automatically providing a testing apparatus with samples of staple fibres |
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Also Published As
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