DE3808336A1

DE3808336A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der feinheit von textilfasern, insbesondere flachsfasern

Info

Publication number: DE3808336A1
Application number: DE19883808336
Authority: DE
Inventors: Dieter Prof Dr Oelkrug; Rudolf Prof Dr Kessler; Joerg Prof Dr Wurster; Andreas Dipl Ing Blum; Dietmar Dipl Ing Daul; Ute Dipl Ing Dinkel; Cemal Dipl Ing Oezbas; Martin Dipl Ing Tubach; Gertrud Dipl Ing Werner
Original assignee: STEINBEIS STIFTUNG fur WIRTSC
Current assignee: STEINBEIS STIFTUNG fur WIRTSC
Priority date: 1988-03-12
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1989-09-21
Anticipated expiration: 2008-03-13
Also published as: DE3808336C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Feinheit von Textilfasern, insbesondere Flachsfasern. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Es ist bekannt, die Feinheit von Textilfasern, insbesondere Baumwollfasern, mit der sogenannten Micronaire-Methode zu ermitteln (DIN 53 941). Dabei muß jeweils eine Faserprobe von konstantem Gewicht hergestellt und in eine besondere Meßkammer eingebracht werden. In der Meßkammer wird die Probe zusammengepreßt und mit einem Luftstrom beaufschlagt. Die durchgehende Luftmenge oder die auftretende Druckminderung wird gemessen. Je geringer die Luftdurchlässigkeit ist, umso besser ist die Faserfeinheit. Die von dieser Luftdurchlässigkeit abhängige, auf die Faserfeinheit bezogene Kennzahl wird "Micronaire-Wert" genannt.

Die Durchführung dieser Methode erfordert für jede Faserprobe verhältnismäßig viel Zeit. Sie eignet sich daher nicht für sogenannte on-line-Messungen, bei denen aus einem laufenden Produktionsvorgang ständig Proben nacheinander gemessen werden müssen, um in den Produktionsvorgang nötigenfalls entsprechend eingreifen zu können.

Außerdem ist das Micronaire-Verfahren für die Bestimmung der Feinheit von Flachsfasern in der Regel weniger geeignet, da Flachsfasern inhomogener als beispielsweise Baumwollfasern sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Feinheit von Textilfasern anzugeben, welches rasch und mit einfachen Mitteln durchführbar ist und sich vor allem auch für Flachsfasern eignet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Faserprobe mit linear polarisiertem Licht bestrahlt, das von der Faserprobe reflektierte Licht mit Bezug auf seine lineare Polarisation parallel und senkrecht zur Polarisationsebene des eingestrahlten Lichtes analysiert und aus den gemessenen Intensitäten (I _II und I) des reflektierten, parallel bzw. senkrecht polarisierten Lichtes als Kennzahl für die Faserfeinheit den Wert

bildet.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Feinheit von Flachsfasern und

Fig. 2 eine graphische Darstellung.

Bei der im folgenden beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird eine Probe aus Flachsfasern zugrunde gelegt. Die Erfindung eignet sich jedoch grundsätzlich auch für Fasern anderer Art.

Bei der Reflexion eines Lichtbündels an einem Körper unterscheidet man zwischen gerichteter Reflexion und diffuser Reflexion. Besteht das auf den Körper einfallende Bündel aus linear polarisiertem Licht, so ist das reflektierte Bündel ebenfalls polarisiert. Bei der diffusen Reflexion wird das Licht gestreut. Polarisiertes Licht wird durch diffuse Reflexion depolarisiert. Diese Depolarisierung wird für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgenutzt.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Meßaufbau einer Vorrichtung zur Bestimmung der Faserfeinheit dargestellt. Eine stationär gehaltene, aus Flachsfasern bestehende Faserprobe 1 mäßig dichter Packung ("Wattebausch") wird mit Licht aus einer Lichtquelle 2 bestrahlt. Bei der Lichtquelle kann es sich beispielsweise um einen He/Ne-Laser handeln, der kohärentes Licht mit einer Wellenlänge von 632,9 nm emittiert. Zwischen Faserprobe 1 und Lichtquelle 2 ist ein an sich bekannter Polarisator 3 angeordnet, der das auf die Probe 1 einfallende Licht in einer bestimmten Schwingungs- oder Polarisationsebene linear polarisiert. Auf der gleichen Seite der Faserprobe 1 mit Bezug auf die Lichtquelle 2 ist ein lichtempfindlicher Detektor 4, beispielsweise ein Multiplier, eine Photozelle oder dergleichen, angeordnet. Dem Detektor 4 ist ein an sich bekannter Analysator 5 vorgeschaltet, der so eingestellt werden kann, daß er für von der Faserprobe 1 reflektiertes Licht durchlässig ist, welches entweder parallel oder senkrecht zur Polarisationsebene des durch die Lichtquelle 2 auf die Probe 1 eingestrahlten Lichtes linear polarisiert ist. Die vom Detektor 4 gemessene Intensität des parallel zum einfallenden Licht polarisierten Lichtes wird mit I _II bezeichnet, diejenige des senkrecht zum einfallenden Licht polarisierten Lichtes mit I.

Bei der Meßanordnung nach Fig. 1 trifft das eingestrahlte Lichtbündel im wesentlichen senkrecht auf die Faserprobe 1 auf. Der Detektor 4 ist so aufgestellt, daß er im wesentlichen reflektiertes Licht in einer Richtung mißt, die mit der Richtung des einfallenden Lichtes einen Winkel ϑ bildet, wobei dieser Winkel vorzugsweise zwischen 30 und 60° liegt. Nach Möglichkeit sollte vermieden werden, den Detektor 4 mit Bezug auf die Lichtquelle 2 im sogenannten "Glanzwinkel" anzuordnen, d. h. in demjenigen Winkel, in dem bei Verwendung eines Reflexionsspiegels am Orte der Faserprobe 1 der reflektierte Lichtstrahl nach dem Gesetz Einfallswinkel=Ausfallswinkel zurückgeworfen wird. Im übrigen können die Winkel des einfallenden Lichtes und des (gemessenen) reflektierten Lichtes grundsätzlich zwischen 0 und 90° liegen.

Je nach Feinheit der in der Probe 1 enthaltenen Faser wird das einfallende Lichtbündel mehr diffus oder mehr gerichtet reflektiert. Je feiner die Fasern sind, umso stärker ist die diffuse Reflexion. Die Unterscheidung zwischen dem Anteil diffuser und gerichteter Reflexion kann mit Hilfe des Analysators 5 getroffen werden.

Stehen Analysator 5 und Polarisator 3 parallel (I _II), so empfängt der Detektor 4 sowohl gerichtet reflektiertes Licht als auch denjenigen Anteil an diffus reflektiertem Licht, der zufällig in dieser Schwingungsebene schwingt.

Stehen Analysator 5 und Polarisator 3 senkrecht zueinander (I), so wird das gerichtet reflektierte Licht nicht erfaßt.

Aus der nachstehenden Beziehung kann somit eine Maß- oder Kennzahl für die Feinheit (OFF=Optische-Faser-Feinheit) abgeleitet werden:

Eine sehr feine Faser reflektiert das Licht vorzugsweise diffus, was bedeutet, daß das Intensitätssignal bei paralleler Stellung von Analysator 5 und Polarisator 3 relativ klein ist. Für feine Fasern ergibt sich somit ein kleiner OFF-Wert, d. h. große Depolarisierung.

Der Vorteil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 liegt darin, daß keine absoluten Lichtintensitäten gemessen werden müssen und die Messung sehr schnell vonstatten geht. Dabei ist die Meßapparatur als solche außerordentlich einfach und unkompliziert.

In der nachstehenden Tabelle sind die Meßergebnisse von insgesamt sechs untersuchten Flachsfaserproben zusammengestellt. Angegeben sind jeweils der MC-Wert (Micronaire) und der OFF-Wert. Untersucht wurden insgesamt sechs Proben sowie - zum Vergleich - Testbaumwolle. Die Ergebnisse sind jeweils Mittelwerte aus vier voneinander unabhängigen Messungen, wobei die Proben aus ca. 1 kg Fasermaterial entnommen waren.

Tabelle

In Fig. 2 sind die OFF-Werte der Tabelle sowie der OFF-Wert der Testbaumwolle in Verbindung mit den zugehörigen MC-Werten graphisch dargestellt. Die eingezeichnete Gerade wurde über lineare Regression berechnet. Aus Fig. 2 ergibt sich eine ausgezeichnete Korrelation zwischen den OFF- und MC-Werten.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Feinheit von Textilfasern, insbesondere Flachsfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Faserprobe mit linear polarisiertem Licht bestrahlt, das von der Faserprobe reflektierte Licht in bezug auf seine lineare Polarisation parallel und senkrecht zur Polarisationsebene des eingestrahlten Lichtes analysiert und aus den gemessenen Intensitäten (I _II und I) des reflektierten, parallel bzw. senkrecht polarisierten Lichtes als Kennzahl für die Faserfeinheit den Wert bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserprobe mit kohärentem Licht bestrahlt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserprobe mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das reflektierte Licht in einem Winkel zwischen etwa 30 und 60° mit Bezug auf die Richtung des im wesentlichen senkrecht auf die Faserprobe einfallenden Lichtes mißt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine linear polarisiertes Licht emittierende Lichtquelle (2) zur Bestrahlung einer Faserprobe (1) und durch einen zur Intensitätsmessung linear polarisierten Lichtes geeigneten Detektor (4) mit Analysator (5), der zwischen einer Stellung, in der er für parallel zum emittierten Licht polarisiertes Licht durchlässig ist, und einer Stellung, in der er für senkrecht zum emittierten Licht polarisiertes Licht durchlässig ist, verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) ein Laser ist und kohärentes Licht einer bestimmten Wellenlänge emittiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (4) ein Photomultiplier ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ϑ) zwischen der Richtung des aus der Lichtquelle (2) etwa senkrecht auf die Faserprobe (1) auftreffenden Lichtes und der Richtung des auf den Detektor (4) reflektierten Lichtes zwischen 0 und 90° liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ϑ) zwischen 30 und 60° liegt.