DE3808336C2

DE3808336C2 - Verfahren zur Bestimmung der Feinheit von Textilfasern, insbesondere Flachsfasern

Info

Publication number: DE3808336C2
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: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2008-03-13
Also published as: DE3808336A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Fein heit von Textilfasern, insbesondere Flachsfasern.

Es ist bekannt, die Feinheit von Textilfasern, insbesondere Baumwollfasern, mit der sogenannten Micronaire-Methode zu er mitteln (DIN 53 941). Dabei muß jeweils eine Faserprobe von konstantem Gewicht hergestellt und in eine besondere Meßkam mer eingebracht werden. In der Meßkammer wird die Probe zu sammengepreßt und mit einem Luftstrom beaufschlagt. Die durchgehende Luftmenge oder die auftretende Druckminderung wird gemessen. Je geringer die Luftdurchlässigkeit ist, um so besser ist die Faserfeinheit. Die von dieser Luftdurchlässig keit 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 wer den müssen, um in den genannten Produktionsvorgang nötigen falls 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 Faser feinheit den Wert

bildet.

Aus CH 342 768 ist ein Verfahren zum Überwachen der Konstanz physikalischer Eigenschaften endloser Fäden während des Spin nens, z. B. der Zähigkeit, bekannt, bei dem ein polarisierter Lichtstrahl auf mindestens einen Faden, der die Spinndüse verlassen hat, gerichtet und die Doppelbrechung ohne Verwen dung eines optischen Kompensators gemessen wird.

Aus US 2,947,212 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Ober flächenbeschaffenheit flächiger Materialien, insbesondere Me tall, aber auch von Textilgut, bekannt. Dabei läßt man pola risiertes Licht auf die Oberfläche einfallen und beobachtet die Polarisationsrichtung des reflektierten Strahles.

In der DE 20 14 530 B2 ist ein Verfahren zum Bestimmen der Konzentration von in einem Medium suspendierten Teilchen be schrieben. Man erfaßt dabei den depolarisierten Anteil des unter einem Winkel von mindestens 150° zur Einfallsrichtung eines polarisierten Lichtstrahlbündels rückgestreuten Lich tes.

Schließlich ist in US 3,807,868 ein Verfahren zur Bestimmung der Orientierung von Fasern in einem Faserprodukt beschrieben, wobei ebenfalls polarisiertes Licht rechtwinklig eingestrahlt und die Intensität des reflektierten Lichtes sowie dessen Po larisation nach zwei Richtungen hin gemessen wird. Aus den so gewonnenen polarisierten Lichtanteilen wird ein Indexwert für die Anisotropie der Faserorientierung gebildet.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Bestim mung 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 unterschei det man zwischen gerichteter Reflexion und diffuser Reflexion. Besteht das auf den Körper einfallende Bündel aus linear polari siertem Licht, so ist das reflektierte Bündel ebenfalls polari siert. Bei der diffusen Reflexion wird das Licht gestreut. Polari siertes 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 gehal tene, 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 Wellen länge von 632,9 nm emittiert. Zwischen Faserprobe 1 und Lichtquel le 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 Sei te der Faserprobe 1 mit Bezug auf die Lichtquelle 2 ist ein licht empfindlicher 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 eingestrahlten Lichtes linear polarisiert ist. Die vom Detektor 4 gemessene Intensität des parallel zum einfallenden Licht pola risierten Lichtes wird mit I_II bezeichnet, diejenige des senk recht zum einfallenden Licht polarisierten Lichtes mit I.

Bei der Meßanordnung nach Fig. 1 trifft das eingestrahlte Licht bündel im wesentlichen senkrecht auf die Faserprobe 1 auf. Der Detektor 4 ist so aufgestellt, daß er im wesentlichen reflektier tes Licht in einer Richtung mißt, die mit der Richtung des ein fallenden 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 reflek tiert. 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 getrof fen werden.

Stehen Analysator 5 und Polarisator 3 parallel (I_II), so empfängt der Detektor 4 sowohl gerichtet reflektiertes Licht als auch den jenigen 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 Kenn zahl 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 Depo larisierung.

Der Vorteil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 liegt darin, daß keine absoluten Lichtintensitäten gemessen werden müssen und die Mes sung 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 - Testbaum wolle. Die Ergebnisse sind jeweils Mittelwerte aus vier voneinan der unabhängigen Messungen, wobei die Proben aus ca. 1 kg Faser material 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 gra phisch dargestellt. Die eingezeichnete Gerade wurde über lineare Regression berechnet. Aus Fig. 2 ergibt sich eine ausgezeichnete Korrelation zwischen den OFF- und den MC-Werten.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Feinheit von Textilfasern, ins besondere Flachsfasern, wobei man eine Faserprobe mit linear polarisiertem Licht be strahlt, 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 reflek tierten, parallel und 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.