CHLUPATOST PŘÍZÍ HAIRINESS OF YARNS

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

FAKULTA TEXTILNÍ

KATEDRA TEXTILNÍCH TECHNOLOGIÍ

CHLUPATOST PŘÍZÍ HAIRINESS OF YARNS

Gabriela Krupincová DIZERTAČNÍ PRÁCE

2012

Název dizertační práce: Chlupatost přízí

Autor: Ing. Gabriela Krupincová

Obor doktorského studia: textilní materiálové inženýrství

Forma studia: kombinovaná

Školící pracoviště: Katedra textilních technologií Fakulta textilní Technická univerzita v Liberci

Školitel: doc. Dr. Ing. Dana Křemenáková

Školitel specialista:

VŽDY JE CESTA...

MÍSTOPŘÍSEŽNÉ PROHLÁŠENÍ

Místopřísežně prohlašuji, že jsem disertační práci vypracovala samostatně s užitím uvedené literatury a navržených postupů.

Gabriela Krupincová

Liberec, červen 2012

PODĚKOVÁNÍ

Na tomto místě bych ráda poděkovala prof. Ing. Bohuslavu Neckářovi, DrSc. za zajímavé téma a motivaci k jeho řešení., doc. Dr. Ing. Daně Křemenákové za možnost vstoupit do doktorského studia, projít jím a přiblížit se k jeho dokončení, prof. Ing. Sayedovi Ibrahimovi, CSc. za oporu při řešení technologických otázek, prof. Ing. Jiřímu Militkému, CSc. a prof. RNDr. Milanu Melounovi, DrSc. za nadhled při statistickém zpracování dat. Velký dík patří mé rodině, Ing. Janě Drašarové, Ph.D. a ostatním kolegům z Fakulty textilní Technické univerzity v Liberci za jejich morální podporu v průběhu doktorského studia.

Gabriela Krupincová

ANOTACE

Cílem disertační práce je studium struktury přízí a prohloubení poznatků o jejich chování především z hlediska jejich chlupatosti. Dílčím úkolem je ověření významnosti vybraných faktorů ovlivňujících chlupatost přízí a ověření modelů pro její predikci. Chlupatost příze je typickým projevem staplových materiálů a významným způsobem ovlivňuje následné zpracovatelské procesy. Kritériem pro posuzování chlupatosti je počet, délka nebo plocha odstávajících vláken na jednotku délky. Pro dosažení vytyčených cílů byl navržen následující postup: provést rešerši stávajícího stavu problému, navrhnout a realizovat experiment, získaná data podrobit statistické analýze, navrhnout a ověřit regresní vztahy pro odhad vybraných charakteristik chlupatosti.

Rešerše stávajících možností testování chlupatosti příze mapuje způsoby hodnocení chlupatosti od prvních laboratorních postupů až po současné sofistikované techniky.

Významnost vlivných faktorů byla posuzována u systematicky vyrobených souborů přízí.

Komparace kvality přízí Novaspin, plošných textilií a hotových výroků z nich vyrobených byla provedena s klasickými prstencovými přízemi z běžné produkce. Technologie výroby přízí byla posuzována jako celek a sledován byl také vliv dílčích segmentů. Experimentální data byla podrobena statistickému testování vícerozměrných dat.

Získané výsledky naznačují, že kvalita použitých vláken, úroveň technologických parametrů (jemnosti příze a zákrutu příze respektive zákrutového koeficientu) společně s technologií výroby významným způsobem chlupatost přízí ovlivňují. Zhoršená kvalita bavlněné suroviny nebo použití syntetických vláken vede ke zvýšené chlupatosti příze. Základní tendence chování přízí a především vzájemná vazba mezi jemností, zákrutem resp. zákrutovým koeficientem, zaplněním, průměrem, chlupatostí a pevností příze byly experimentálně ověřeny. Bylo prokázáno, že chlupatost příze je možné modelovat s využitím dvou přístupů - pravděpodobnostního a stochastického. Oba přístupy se podařilo aplikovat na experimentální data a potvrdit tak dvojí charakter chlupatosti příze. Navrženy a zpřesněny byly regresní vztahy umožňující kvalifikovaný odhad vybraných charakteristik chlupatosti.

KLÍČOVÁ SLOVA

Chlupatost příze, průměr příze, jemnost příze, zákrut příze, vícerozměná analýza dat, regresní modely.

ANOTATION

Main aim of this work is to study the structure and properties of yarns, to obtain knowledge about the behavior of yarns and verify the significance of selected factors influencing the quality of yarn or its hairiness, to verify and correct models or predictive equations for yarn hairiness estimation. Hairiness is typical for staple yarns and it influences the post spinning operation and parameters of textile product. There are various criteria for yarn hairiness quantification. It is typically based on total number of hairs protruding from yarn surface or on its length in given category defined by distance from yarn surface. The following steps were realized to achieve given objectives: bibliography search of current state, design and realization of experiment, powerful statistical analysis of experimental data, design and verification of prediction model for yarn hairiness estimation.

Bibliography review of existing testing methodologies from the first laboratory procedures to current sophisticated techniques is given in the work. The significance of influencing factors was considered in systematic sets of yarns. Quality of Novaspin yarns, fabrics and finished products made from these yarns was compared with conventional ring yarn from current system of production, fabrics and finished products respectively. Production technology was evaluated as a complex and selected technological process segments were assessed too.

Obtained experimental data was processed by multivariate powerful statistical analysis.

The results show that the qualities of fibers, the level of technological parameters (yarn count, yarn twist and respective twist coefficient) together with the production technology affect yarn hairiness significantly. Using of lower quality cotton fibers or synthetic fibers determine the higher yarn hairiness. The basic tendency of yarn behavior and relationship between yarn count, yarn twist, yarn twist coefficient, yarn packing density, yarn diameter, yarn hairiness and yarn mechanical parameters were experimentally verified. There are two approaches, which can be used for yarn hairiness modelling (probabilistic and stochastic). Both approaches were proved on experimental data. The bimodality of yarn hairiness was verified.

Regression model for yarn hairiness estimation was designed and was precised.

KEY WORDS

Yarn hairiness, yarn diameter, yarn count, yarn twist, multivariate data analysis, regression models.

OBSAH

1. Předmět a cíl práce ... 18

2. Přehled současného stavu ... 19

2. 1 Definice chlupatosti a možnosti jejího popisu ... 20

2.2 Principy měření chlupatosti přízí – metodiky a přístroje ... 20

2.2.1 Metoda „Ponderal“... 21

2.2.2 Metodika založená na analýze zvětšených pohledů na přízi... 21

2.2.3 Metoda „B - V Electronic Hairiness Meter“ ... 22

2.2.4 Metoda „Vidikon Tube – I. T. Q. T. Digital Hairiness Tester“ ... 23

2.2.5 Zařízení založené na Chamberlainově fotometru... 24

2.2.6 Zařízení „Vieluba A - B“ ... 24

2.2.7 Zařízení představené Lapagem a Onionsem ... 25

2.2.8 Metodika založená na využití soustavy zrcadel a TV kamery ... 26

2.2.9 Rychlofotometrická metoda ... 26

2.2.10 Metoda založená na vyhodnocení dvou kolmých průmětů příze... 27

2.2.11 Přístroj „CRITTER I a II“ ... 27

2.2.12 Zařízení „Yarn Hairiness Meter YHM 4” ... 28

2.2.13 Měřící přístroj „Keisokki Laserspot LST“ ... 28

2.2.14 Metoda „Yarn Apperance and Hairiness Tester“... 29

2.2.15 Metoda „Uster Tester 4“ ... 30

2.2.16 Metoda „Zweigle G 567“ ... 33

2.2.17 Hodnocení chlupatosti s využitím obrazové analýzy... 35

2.2.18 Diskuze... 37

2.3 Faktory ovlivňující chlupatost příze... 38

2.3.1 Chlupatost příze a kvalita vláken ... 39

2.3.2 Chlupatost příze a základní geometrické parametry příze ... 43

2.3.3 Chlupatost příze a technologie její výroby... 44

2.4 Přístupy k popisu a hodnocení chlupatosti – modelování ... 47

2.4.1 Pravděpodobnostní model chlupatosti příze ... 47

3. Experimentální část... 53

3.1 Použité měřící postupy a podmíky realizace experimentů... 55

3.1.1 Testování vlákenné suroviny... 55

3.1.2 Testování přízí... 55

3.1.3 Testování plošných textilií a hotových výrobků ... 57

3.2 Návrh modifikace metodiky dle [1.23] ... 57

3.2.1 Cíl dílčího experimentu... 57

3.2.2 Experimentální materiál použitý pro dosažení dílčího cíle... 57

3.2.3 Modifikace postupu... 57

3.2.4 Porovnání původní a inovované metodiky... 63

3.2.4 Zpracování obrazů získaných mikro a makroskopicky... 64

3.2.5 Diskuze... 66

3.3 Hodnocení vlivných faktorů... 66

3.3.1 Cíl dílčích experimentů ... 66

3.3.2 Statistické postupy pro posouzení vlivu vybraných faktorů ... 67

3.3.3 Experimentální materiál použitý pro dosažení dílčího cíle... 69

3.3.4 Vliv kvality bavlněné suroviny na výslednou chlupatost příze... 71

3.3.5 Vliv použitého typu vláken, jemnosti, zákrutu a technologie jako celku na výslednou chlupatost příze ... 78

3.3.6 Vliv vybraných částí technologického postupu na chlupatost přízí – technologie Novaspin, rychlost otáček vřeten ... 93

3.3.7 Vliv vybraných částí technologického postupu na chlupatost přízí – technologie BD povrchová úprava rotoru ... 98

3.3.8 Vliv technologie jako celku na chlupatost příze resp. kvalitu finálních výrobků . 104 3.4 Modelování chlupatosti příze ... 104

3.4.1 Lineární regrese s využitím metody nejmenších čtverců ... 106

3.4.2 Návrh modelu – index chlupatosti příze H... 108

3.4.3 Návrh modelu – sumační kritéria S a S12 3... 113

3.4.4 Návrh modelu – integrální charakteristika IC dens... 116

3.4.5 Porovnání výsledků získaných různými metodami... 119

3.4.6 Diskuze... 120

4. Závěr ... 122 5. Práce autora se vztahem ke studované problematice ... 124 6. Literatura ... 127

Příloha 1

INFORMACE O EXPERIMENTÁLNÍM MATERIÁLU

Příloha 2

MODIFIKACE METODIKY DLE IN 22-102-01/01[1.23]

Příloha 3a

HODNOCENÍ VLIVU VYBRANÝCH FAKTORŮ – VLIV KVALITY BAVLNĚNÉ SUROVINY NA VÝSLEDNOU CHLUPATOST PŘÍZE

Příloha 3b

HODNOCENÍ VLIVU VYBRANÝCH FAKTORŮ – VLIV SUROVINY, JEMNOSTI, ZÁKRUTU A TECHNOLOGIE VÝROBY PŘÍZE NA VÝSLEDNOU CHLUPATOST PŘÍZÍ

Příloha 3c

HODNOCENÍ VLIVU VYBRANÝCH FAKTORŮ – VLIV VYBRANÝCH ČÁSTÍ TECHNOLOGICKÉHO POSTUPU NA CHLUPATOST PŘÍZÍ – TECHNOLOGIE NOVASPIN RYCHLOST OTÁČEK VŘETEN

Příloha 3d

HODNOCENÍ VLIVU VYBRANÝCH FAKTORŮ – VLIV VYBRANÝCH ČÁSTÍ TECHNOLOGICKÉHO POSTUPU NA CHLUPATOST PŘÍZÍ – TECHNOLOGIE BD POVRCHOVÁ ÚPRAVA ROTORU

Příloha 4

MODELOVÁNÍ CHLUPATOSTI PŘÍZE

SEZNAM ZKRATEK

 proměnná

_i složka náhodného vektoru odpovídají prvnímu faktoru ANOVA2

m [rad] úhel popisující délku oblouku var. 1

v [rad] úhel popisující délku oblouku var. 2

A [Ncm] práce

A0,A1,A2 podíly zastoupení komponent v případě unimodálního a bimodálního rozložení dat A₄ koeficient zohledňující typ bavlněné suroviny z hlediska délky

AIC Akaikeho informační kritérium a [ktex^2/3m^-1]zákrutový koeficient

 vektor parametrů

_i složka náhodného vektoru odpovídají druhému faktoru ANOVA2

_D sklon povrchových vláken v přízi

B1,B2

odhady středních hodnot komponent v případě unimodálního a bimodálního rozložení dat

+b [°] žlutost vláken HVI b [mm] délka smyčky

C_i parametr příze, charakteristika popisující významnost daného typu chlupatosti

C konstanta ANOVA2

C1 parametr příze pomocná funkce pro hustou chlupatost C₂ parametr příze pomocná funkce pro řídkou chlupatost C_N (a, b) počet vzorkovacích bodů v dané třídě histogramu CSC celkový součet čtverců

CV [%] hmotná nestejnoměrnost příze

CV_přástu [%] hmotná nestejnoměrnost přástu

cov covariance proměnných

m [mm] vzdálenost vrcholu smyčky od povrchu příze var. 1

_v [mm] vzdálenost vrcholu smyčky od povrchu příze var. 2 D [mm] obecný průměr příze

D1,D2

odhady směrodatných odchylek komponent v případě unimodálního a bimodálního rozložení dat

D_q mezikvartilové rozpětí

Ds [mm] substanční průměr příze

DC [%] obsah prachových částic v bavlněné surovině HVI

D_cover [mm] průměr příze dle krycí konvence

D_dens [mm] průměr příze dle hustotní konvence Def. [mm] efektivní průměr příze

D_UT4 [mm] dvou-dimenzionální průměr příze d^* délka vektoru chyb

det determinant

i náhodné veličiny zahrnující chyby měření a chyby modelu

 [%] tažnost příze

C vektor celkových chyb

 vektor chyb modelu

_v [%] tažnost vláken

_Multimat [%] tažnost příze hodnocená pomocí přístroje Multimat

Tensorapid [%] tažnost příze hodnocená pomocí přístroje Tensorapid E matice náhodných chyb

EL [%] tažnost svazku vláken HVI eijk vektor náhodných chyb F [cNtex^-1] poměrná pevnost příze

F' Fisherovo kritérium - test shody rozptylů F_A, F_B F_T testovací kritéria ANOVA2

FI [tex] jemnost vláken HVI

FIS F - kritérium kvality regresního modelu

F_Multimat [cNtex^-1] poměrná pevnost příze hodnocená pomocí přístroje Multimat F_Tensorapid [cNtex^-1] poměrná pevnost příze hodnocená pomocí přístroje Tensorapid f [cNtex^-1] poměrná pevnost vláken

f(x) neparametrický odhad hustoty pravděpodobnosti f_B(x_i) bimodální hustota pravděpodobnosti

fH funkční hodnota odhadu hustoty pravděpodobnosti pro daný interval daný třídou fU(xi) unimodální hustota pravděpodobnosti

H [-] index chlupatosti příze

H* [-] index chlupatosti příze získaný reanalýzou dat

H1 [-] první komponenta indexu chlupatosti příze získaná reanalýzou dat H₂ [-] druhá komponenta indexu chlupatosti příze získaná reanalýzou dat h šířka pásma histogramu

hi [-] interval polovičního úbytku vláken chlupatosti h_j šířka třídy histogramu

h₁ [-] interval polovičního úbytku vláken husté chlupatosti h2 [-] interval polovičního úbytku vláken řídké chlupatosti I1cover [mm] integrální charakteristika chlupatosti dle krycí konvence I_1dens [mm] integrální charakteristika chlupatosti dle hustotní konvence I_{2 cover} [mm] integrální charakteristika chlupatosti dle krycí konvence I2 dens [mm] integrální charakteristika chlupatosti dle hustotní konvence I_{c cover} [mm] integrální charakteristika chlupatosti dle krycí konvence I_{c dens} [mm] integrální charakteristika chlupatosti dle hustotní konvence IG kritérium kvality dle Korického

IK kritérium kvality Korického upravené Militkým

 [-] intenzita zákrutu

K(x) jádrový odhad hustoty pravděpodobnosti K₁ [-] délkové kritérium chlupatosti

K₂ [-] plošné kritérium chlupatosti

KD dolní mez posuzované vlastnosti vláken K_H horní mez posuzované vlastnosti vláken k [-] pomocný index pro označení proměnných

_i hlavní čísla matice L_2,5% [mm] délka 2,5% vláken

LB věrohodnostní funkce pro bimodální rozdělení LR věrohodnostní kritérium

L_U věrohodnostní funkce pro unimodální rozdělení l [km] délka příze

l15 [mm] vzdálenost posledního senzoru od povrchu příze l_b [mm] délka smyčky vlákna

l_v [mm] délka vláken

 [-] zaplnění příze

ij  skutečné „teoretické“ hodnoty výsledku

1 cover [-] dílčí zaplnění od vláken tvořících chlupatost dle krycí konvence

1 dens [-] dílčí zaplnění od vláken tvořících chlupatost dle hustotní konvence

_{2 cover} [-] dílčí zaplnění od vláken tvořících chlupatost dle krycí konvence

2 dens [-] dílčí zaplnění od vláken tvořících chlupatost dle hustotní konvence

c cover [-] celkové zaplnění od vláken tvořících chlupatost dle hustotní konvence

_{c dens} [-] celkové zaplnění od vláken tvořících chlupatost dle hustotní konvence

_x,_y střední hodnoty proměnných x a y

UT4 [-] zaplnění příze hodnocené prostřednictvím Uster Tester 4 M odhad počtu tříd histogramu

M_A, M_B, M_T,M_AB průměrný čtverec pro faktory A, B s interakcí a bez interakcí ANOVA2 MAT [-] zralost vláken HVI

MEP střední kvadratická chyba predikce MIC [-] micronérová hodnota vláken HVI ML [mm] střední délka vláken HVI

m [g] hmotnost příze

N počet hodnot obsažených v experimentálním souboru dat

Ne číslo anglické

Neps +200% [-] počty nopků Neps +280% [-] počty nopků

n_i [-] počet délkových kategorií n_1,n₂ rozsahy posuzovaných výběrů o [min^-1] otáčky vřeten

P [cN] absolutní pevnost příze

P_c [-] průtah

P(r) [-] funkce průhlednosti

PSUV /DSUV kritérium ceny a rabatu SVU P_SVU cena vlákenné suroviny SVU p [cN] absolutní pevnost vláken

portion1 [-] četností zastoupení první komponenty indexu chlupatosti H1

portion2 [-] četností zastoupení první komponenty indexu chlupatosti H2

Q^U je transponová matice komponentních vah

q₁ [-] parametr popisující křivku chlupatosti dle Neckáře q₂ [-] parametr popisující křivku chlupatosti dle Neckáře

_p [kgm^-3] hustota příze

v [kgm^-3] měrná hmotnost vláken

R [-] vícenásobný korelační koeficient R₁₂ [-] párový korelační koeficient R1i (2, 3, ...k) [-] parciální korelační koeficient R² [-] koeficient determinace R_d [%] reflektance HVI

RSC reziduální součet čtverců

RSC1 residuální součet čtverců pouze pro n1 opakování R_p [-] predikovaný korelační koeficient

r [mm] poloměr příze

ri residuum

r_cover [mm] poloměr příze dle krycí konvence

r_D [mm] poloměr příze

rDm [mm] poloměr příze s malým průměrem var. 1 rDv [mm] poloměr příze s malým průměrem var. 2 r _dens [mm] poloměr příze dle hustotní konvence

_x²_,_y²  rozptyly proměnných x a y S [-] součtové kritérium chlupatosti S₁₂ [-] součtové kritérium chlupatosti S3 [-] součtové kritérium chlupatosti

S_A, S_B, S_T, S_AB součet čtverců odchylek pro faktory A, B s interakcí a bez interakcí ANOVA2 SCI kritérium spřadatelnosti Uster

SFC [%] obsah krátkých vláken HVI SFI [mm] index obsahu krátkých vláken HVI Shape [-] tvar příze

S_p [m²] plocha příze

STR [cN] svazková pevnost vláken HVI

s směrodatná odchylka

sh [-] směrodatná odchylka indexu chlupatosti příze

sh* [-] směrodatná odchylka indexu chlupatosti příze získaného reanalýzou dat

sh₁ [-]

směrodatná odchylka první komponenty indexu chlupatosti příze získaného reanalýzou dat

sh₂ [-]

směrodatná odchylka druhé komponenty indexu chlupatosti příze získaného reanalýzou dat

sx2

,sy2 odhady rozptylů proměnných x a y

ij složka náhodného vektoru odpovídající interakcím ANOVA2 T1,T2 testovací kritéria - test shody středních hodnot dle t-testu T _jm. [tex] jmenovitá jemnost příze

T.M. [Ne^1/2in^-1] zákrutový koeficient Texp. [tex] experimentální jemnost příze Thick+35% [-] počty silných míst

Thick+50% [-] počty silných míst Thin-40% [-] počty slabých míst Thin-50% [-] počty slabých míst

TRA [%] plocha nečistot v surovině HVI

TRC [%] obsah nopků ve bavlněné surovině HVI TSC teoretický součet čtverců

t [dtex] jemnost vláken

t_j hraniční body třídních intervalů histogramu tjm. [dtex] jmenovitá jemnost vláken

texp. [dtex] experimentální jemnost vláken U [-] užitná hodnota vláken

UHM [mm] délka vláken horní půle staplu HVI UI [%] index stejnoměrnosti staplu HVI u_i [-] dílčí užitnost vláken

V matice komponentního skóre PCA V [m³] objem příze

v [mmin^-1] produkční rychlost

var rozptyl proměnných

wi [-] váhy pro jednotlivé vlastnosti vláken

 [-] míra zkadeření

X(n x m) zdrojová matice dat PCA

x vektor vysvětlujících proměnných x_i [-] množina posuzovaných vlastností vláken

y závisle proměnná

yi i-tá závisle proměnná

y_ijk očekávaný výsledek

yp vektor predikce

Z [m^-1] zákrut příze

Z(r) [-] funkce chlupatosti (zčernání) z₁ pomocné označení dílčího integrálu z2 pomocné označení dílčího integrálu

Z_SUV SVU kritérium

odhady středních hodnot výběrů ,

x y

1. P

Cílem disertační práce je studium struktury a prohloubení poznatků o chování přízí z hlediska chlupatosti. Dílčím úkolem je ověření významnosti vybraných faktorů ovlivňujících kvalitu příze a zejména její chlupatost a ověření modelů pro odhad chlupatosti přízí. Základním předpokladem je, že analýzou dostatečně širokého systémového experimentu je možno stanoveného cíle dosáhnout.

Pro dosažení vytyčeného cíle je zvolen následující postup:

- rešerše problematiky hodnocení chlupatosti přízí z hlediska možností testování chlupatosti příze, modelování chlupatosti příze a dosažených výsledků při posuzování vlivných faktorů,

- ověření stávající metodiky měření chlupatosti příze s využitím obrazové analýzy, návrh její modifikace a otestování upraveného postupu,

- návrh a realizace dílčích experimentů tak, aby bylo možné posoudit vliv vybraných faktorů na chlupatost příze,

- analýza chlupatosti u vytipovaných vzorků přízí z běžné výroby i speciálních výpředů pomocí dostupných metod (Uster Tester 4, Zweigle G 567, IN 22-102-01/01),

- statistické posouzení vlivu vlákenného materiálu, geometrických charakteristik přízí a technologie výroby na chlupatost přízí, posouzení souvislosti mezi chlupatostí příze a ostatními sledovanými parametry přízí, základní srovnání chování klasických přízí a nově vyráběných přízí Novaspin,

- diskuze stávajících modelů a možností jejich použití pro predikci chlupatosti příze.

V textu je naznačen současný stav testování chlupatosti, možnosti jejího popisu, tvorby modelů a faktorů významně ovlivňujících její velikost. Jsou popsány metody použité pro testování přízí, navržen a realizován systém experimentu a získané výsledky jsou statistiky analyzovány. Jsou ověřeny základní modely pro popis chlupatosti příze a navrženy regresní predikční vztahy pro odhady vybraných charakteristik popisujících chlupatosti příze.

2. P

Příze je specifický textilní vlákenný útvar zpevněný zákrutem. Dle Neckáře [1.1] je možné ji intuitivně rozdělit na oblast jádra jako nosného celku a obal tvořený odstávajícími konci vláken. V oblasti osy příze je vlákenný materiál obvykle silně stlačen díky působení mechanických sil v procesu kroucení. V obalových vrstvách příze je stěsnání vláken nižší a s narůstajícím poloměrem klesá [1.2].

Tělo příze je charakteristické těsným uspořádáním vláken, uplatňují se zde mechanicko- fyzikální zákonitosti a individuální charakter vláken je zčásti potlačen. V oblasti chlupatosti jsou vlákna uspořádána volněji a spíše se uplatňují náhodné vlivy. Nalezení jasného rozhraní mezi jádrem a obalem je problematické. Určení průměru příze je vždy spojeno s určitými zjednodušujícími předpoklady - zavedením konvencí. Průměr příze je hraniční hodnotou, od níž je chlupatost příze hodnocena, proto ji lze posuzovat pouze ve spojitosti s průměrem a dalšími charakteristikami příze [1.2]. Pro stanovení průměru je možné použít řadu teoretických modelů i experimentálních metodik. Průměr příze je nejčastěji stanovován dle krycí schopnosti příze nebo dané hodnoty zaplnění příze. Průměr příze definovaný na základě krycí schopnosti příze je používán k predikci zakrytí resp. porosity tkanin.

Mechanicko-fyzikální parametry příze jsou dány mírou stěsnání vláken a kvalitou jejich uspořádání v kompaktní části příze. Definice teoreticky nejmenšího možného průměru příze – substančního průměru Ds, vychází z předpokladu, že z příze byl vytlačen veškerý vzduch a hustota příze p odpovídá hustotě vláken v viz vztah (1), kde m je hmotnost příze, l je délka příze, V je objem příze a S je plocha příze. Zaplnění příze  je definováno jako podíl objemů vláken a příze, který lze převést na podíl ploch vláken a příze. Reálný průměr D je vždy větší než průměr substanční D protože tento stav v reálu nenastává[1.2].

p

s,

2 4 2 4

P p p p p v

T  m l  V  l  S    D    D   ,

v p v p

V V S S

  

za předpokladu: , _p _v platí: T m l V  _{P v} l S _p _v  D_s2_v 4.

(1a, b)

Chlupatost významným způsobem ovlivňuje zpracovatelnost a užitné vlastnosti přízí i plošných textilií. Z hlediska zpracovatelnosti je patrná souvislost mezi chlupatostí příze a přetrhovostí při tkaní resp. spotřebou šlichty. Při předúpravě textilií se chlupatost povrchu tkanin nebo její podstatná část prakticky odstraňuje opalováním. Z hlediska užitných vlastností může chlupatost příze ovlivnit vzhled, omak, celkové zaplnění textilie, transport vlhkosti a žmolkovitost u režných (nepředupravených) textilií. Pro stanovení a vysvětlení míry vlivu chlupatosti příze na zpracovatelnost a užitné parametry textilií je nezbytné studium struktury a chování příze v dílčích technologických operacích. Úspory dané nižší chlupatostí příze, která umožňuje aplikovat malé množství šlichty nebo jiných pomocných technologických prostředků a eventuelně zkrátit výrobní technologii o proces opalování

mohou tvořit až 2,5% z obratu výrobce. Na straně druhé chlupatost příze zvyšuje krycí schopnost příze v plošné textilií a ovlivňuje její omak.

2.1DEFINICE CHLUPATOSTI A MOŽNOSTI JEJÍHO POPISU

Chlupatost příze je typickým projevem staplových materiálů. Nejčastěji je charakterizována množstvím vystupujících nebo volně pohyblivých konců vláken 1, vlákenných smyček 2, průchozích vláken 3, vratných konců vláken 4, resp. vratných smyček 5 v povrchových vrstvách příze, viz obr. 1. Z důvodu velmi malého výskytu vratných konců vláken a vratných smyček je možné tyto vlákenné segmenty zanedbat. Ze studia Barelly a dalších vyplynulo, že v případě bavlnářských přízí tvoří vlákenné smyčky 2/3 a v případě vlnařských česaných přízí 1/4 z celkového počtu chlupů. Kritériem pro posuzování chlupatosti je počet, délka nebo plocha odstávajících vláken na jednotku délky příze. Historický vývoj v používání různých parametrů pro popis chlupatosti je zpracován v [1.3], [1.4], [1.5], [1.6].

1

2 3 4 r25

r1 1

2a

3 r2

r1

2b



Obr. 1 Oblast chlupatosti příze – typy vlákenných segmentů [1.1]

2.2PRINCIPY MĚŘENÍ CHLUPATOSTI PŘÍZÍ – METODIKY A PŘÍSTROJE

Pro zjišťování chlupatosti existuje široké spektrum způsobů měření. Většina metod umožňujících stanovení chlupatosti přízí je zaměřena pouze na hodnocení chlupatosti přízí ve větších vzdálenostech a rozložení vláken v blízkosti povrchu příze není sledováno. Celkem bylo pro hodnocení chlupatosti navrženo více než čtyřicet metod, které jsou stále inovovány a zlepšovány díky rozvoji technologií výroby přízí a informačních technologií.

Vyhodnocovací postupy jsou založené na odlišných fyzikálních principech. Nejčastěji se používají metody optické, např. přímé optické metody, fotografické metody, metody založené na snímání obrazů příze, metody využívající obrazové analýzy popř. metody využívající laserových paprsků. Dále jsou pro měření chlupatosti používány fotoelektrické a pneumatické metody, metody založené na elektrické vodivosti a také metody založené na ztrátě hmotnosti při opalování. Podle způsobu snímání příze je možné rozdělit používané postupy na dvě základní skupiny. Chlupatost příze je buď zjišťována z kolmých průmětů příze nebo projekcí odstávajících vláken do roviny příze. V současné době jsou k dispozici komplexní měřící aparatury, které spojují výhody různých principů a umožňují jistou míru automatizace celého měření a zpracování výsledků [1.3]. Některé metody byly realizovány pouze v laboratorním uspořádání a jejich implementace pro komerční účely nebyla dokončena. Přístroje umožňující sledování chlupatosti je možné rozdělit do dvou kategorií – přístroje určené pro přímé hodnocení kvality přízí při výrobě příze nebo jejím následném zpracování a laboratorní přístroje určené pro standardní testování kvality.

Všechny měřící přístroje mají své limity, ke kterým je nutno při jejich výběru přihlížet.

Některé přístroje se zaměřují pouze na analýzu chlupatosti příze, jiné umožňují hodnotit průměr příze popř. hmotnou nestejnoměrnost, výskyt vad nebo parametry tření a variabilitu sledovaných ukazatelů. Při volbě měřící metodiky je nutné brát ohled nejen na omezení daná principem a konstrukcí přístroje, ale uvážit jaké informace je přístroj schopen poskytnut a z jakého důvodu je chlupatost přízí hodnocena. V následujícím textu jsou uvedeny vybrané metodiky a přístroje pro hodnocení chlupatosti, které jsou řazeny s přihlédnutím k historickému vývoji jednotlivých postupů. Mezi nejrozšířenější komerčně vyráběné systémy v současnosti patří Uster Tester 4 a Zweigle G 567 nebo jejich upravené varianty. Tyto přístroje byly použity pro hodnocení chlupatosti vzorků přízí spolu s metodikou využívající obrazové analýzy. V příslušných podkapitolách je podrobněji diskutován nejen princip testování a definice charakteristik, které používají pro popis chlupatosti, ale také jejich výhody, nevýhody a omezení.

2.2.1 Metoda „Ponderal“

Metodika je založena na vážení dané délky vzorků před a po opalování, kdy je úbytek hmotnosti považován za úbytek chlupatosti. Opalování příze závisí na různých faktorech a je problematické provádět tuto operaci za stále shodných podmínek. Konečné posouzení a přiřazení indexu chlupatosti od 0 do 7 je prováděno na základě porovnání s etalony. Přístup k hodnocení chlupatosti příze tímto způsobem je rychlý, jednoduchý ale subjektivní. Původně byla tato metoda použita pro posouzení vlivu odstávajících vláken tvořících chlupatost na hmotnou nestejnoměrnost příze v letech 1950 [1.3], [1.6].

2.2.2 Metodika založená na analýze zvětšených pohledů na přízi

Metoda založená na analýze fotografií nebo zvětšeného podélného pohledu příze a stanovení počtu vlákenných segmentů rozdělených do kategorií (krátké konce vláken a, smyčky vláken b, odstávající dlouhá vlákna na délce 1mm viz obr. 2 byla poprvé použita Barellou v roce 1955 [1.5], [1.3], [1.6].

Obr. 2 Princip hodnocení chlupatosti dle Barelly [1.5]

Hodnocení chlupatosti porovnáním zvětšeného obrazu příze získaného projekčním mikroskopem s etalony navrhly Onions a Yates. Hodnota chlupatosti byla stanovena ve stupních od 0-7. Ukázka etalonů 1, 3, 5 a 7 je uvedena na obr. 3.

Obr. 3 Ukázka etalonů chlupatosti příze dle Onionse a Yatse pro stupeň 1, 3, 5, 7 [1.5]

Použití projekčního mikroskopu v kombinaci se značenými vlákny a určení parametrů chlupatosti z podélných pohledů přízí i příčných řezů připravených s využitím pryskyřic realizoval Ford. Pillay hodnotil podélné pohledy na přízi při různých zvětšeních a chlupatost vyjadřoval jako počet a úhrnnou délku jednotlivých vlákenných segmentů (krátké konce vláken, dlouhá odstávající vlákna a smyčky vláken), počet vláken přesahujících 3mm vzdálenost od povrchu příze. Jackowski nejprve rozdělil podélný pohled na přízi do 36 zón, v nichž sledoval počty a úhrnnou délku vlákenných segmentů. Jedryka použila dělení do 4 zón rovnoběžných s osou příze a hodnotila úhrnnou délku a počty vlákenných segmentů [1.3], [1.5], [1.6].

2.2.3 Metoda „B - V Electronic Hairiness Meter“

U tohoto typu zařízení je příze osvětlena spodním osvitem, TV kamera umožňuje získat šedotónový obraz řádkového řezu příze. Jednotlivé řezy jsou vybírány v závislosti na nastavené rychlosti posunu příze a skenovací frekvenci kamery. Uspořádání experimentu je naznačeno na obr. 4.



Obr. 4 Electronic Hairiness meter B - V [1.7]

Jednotlivé řádkové řezy přízí jsou zpracovány a sledován je výskyt vláken v závislosti na vzdálenosti od osy příze. Zjednodušené schéma způsobu hodnocení chlupatosti příze dle této metody je naznačeno na obr. 5 Zpracování videosignálu umožňuje získat informace o průměru příze, délce odstávajících vláken a celkové chlupatosti příze [1.3], [1.7], [1.8].

Obr. 5 Schéma hodnocení chlupatosti dle Barelly [1.5]

Možné rozšíření metodiky bylo navrženo Barellou a Viplanou, ale nebylo realizováno.

Inovace spočívala v promítnutí profilu příze do dvou vzájemně kolmých průmětů. Příčné skenování systémem dvou TV kamer umožňuje získání informací nejen o průměru, hmotné nestejnoměrnosti a celkové chlupatosti příze ale především o prostorovém uspořádání, distribuci délek a úhrnné délce odstávajících vláken [1.8]. Hlavním problémem je neprůhlednost příze a ztráta části informací o poloze vláken nacházejících se ve stínu těla příze.

Rozšíření metodiky využitím speciálního zařízení pro upevnění a rotaci příze představil Goswami [1.9]. Pohledy na přízi byly snímány kamerou s ohledem na úhel pootočení příze, což umožňovalo získání informací o celém jejím povrchu. Chlupatost příze byla hodnocena subjektivním počítáním smyček a odstávajících vláken a dále byla měřena délka odstávajících vlákenných segmentů. Přístroj není v současné době rozšířen.

2.2.4 Metoda „Vidikon Tube – I. T. Q. T. Digital Hairiness Tester“

Metodika měření vychází z představy Barelly a Viplany, kdy je příze snímána s využitím CCD senzoru s 1728 foto-diodami. Zařízení je rozděleno do tří částí – video jednotky, kontrolní a vyhodnocovací jednotky. Video jednotka je složena ze CCD senzoru, osvětlovacího zařízení, vodícího zařízení příze a kontrolních elektrických obvodů. Kontrolní jednotka zajišťuje kontrolu, zesílení a zpracování elektrického signálu. Vyhodnocovací jednotka je určena ke statistickému zpracování dat, ukládání vstupních informací o měření, dílčích výpočtech a výsledných parametrech chlupatosti. Přístroj umožňuje volit rychlost testování a proměřovanou délku z dostupných intervalů a poskytuje informace o průměru příze, hmotné nestejnoměrnosti příze a celkové chlupatosti příze. Schématické uspořádání je naznačeno na obr. 6 [1.3], [1.5], [1.8]. Výsledky prvního testování a porovnání se stávajícími metodikami jsou uvedeny v [1.10].



Obr. 6 Princip měření chlupatosti I. T. Q. T. [1.5]

2.2.5 Zařízení založené na Chamberlainově fotometru

Zařízení pracuje na fotoelektrickém principu a bylo představeno Onionsem a Yetsem [1.11].

V průběhu vlastního měření je příze prosvěcována svazkem rovnoběžných paprsků, které jsou z části pohlceny hustě uspořádaným tělem příze a z části rozptýleny na povrchu odstávajících vláken. Princip měření je uveden na obr. 7.

Obr. 7 Zařízení založené na Chamberlainově fotometru [1.3], [1.11]

Část nepřerušených a odražených paprsků světla je díky skleněné desce odchylována do mikroskopu a část paprsků je směrována na fotobuňku. Světlo dopadající na foto-citlivý senzor prochází štěrbinou, jejíž šířka je nastavitelná v rozsahu dvou, čtyř a šestinásobku průměru příze s ohledem na její jemnost. Výchozí hodnota šířky štěrbiny odpovídá 12,7mm.

Důležitým faktorem je také šířka skleněné desky, která ovlivňuje její optické vlastnosti.

Kolísání intenzity světla dané uspořádáním vláken na povrchu příze, šířkou štěrbiny a tloušťkou skleněné desky je převedeno na kolísání elektrického signálu. Hodnota kalibračního elektrického signálu před měřením bez příze, kdy na fotobuňku dopadá maximum světla je využita pro stanovení výsledné chlupatosti příze. Průměr příze odpovídající šířce kompaktní části zjištěné opticky je porovnán s průměrem zjištěným fotometricky. Hodnota fotoelektricky získaného průměru příze je vyšší, jelikož je ovlivněna výskytem odstávajících vláken na povrchu příze. Index chlupatosti jako podíl průměru příze získaného fotoelektricky a opticky navrhl Barella [1.3], [1.6].

2.2.6 Zařízení „Vieluba A - B“

Zařízení založené na Chamberleinově fotometru bylo původně určeno pouze pro laboratorní testování průměru, hmotné nestejnoměrnosti a chlupatosti příze. Díky zlepšení metodiky měření a úpravám bylo možné mechanické seřízení štěrbiny, sledování napětí příze a semi- kontinuální hodnocení chlupatosti viz obr. 8. Podklady pro výrobu prvních dvou základních verzí přístroje Vieluba A – B zpracoval tým Barelly v letech 1955 a 1956, ale v současné

době není systém rozšířen. Pro popis chlupatosti byl opět použit index chlupatosti definovaný jako podíl průměru příze získaného fotoelektricky a opticky [1.3].

Obr. 8 Princip měření s využitím přístroje Vieluba A - B [1.3]

2.2.7 Zařízení představené Lapagem a Onionsem

Příze je vodícími elementy navedena do měřící zóny, kde je osvětlena a díky systému čoček je získán její zvětšený obraz. Zvětšený šedo-tónový obraz je promítnut na obrazovku vybavenou pohyblivým fotoelektrickým senzorem, který je schopen detekovat odstávající vlákna díky různé intenzitě světla v jednotlivých bodech obrazu v různých vzdálenostech od povrchu příze. Hodnoty šedi odpovídající vláknům a tělu příze jsou dány vnitřní konvencí. V případě, že fotoelektrický senzor zaznamená výskyt vlákna, elektrický obvod generuje elektrický puls.

Pulsy zesílené zesilovačem jsou čítány s ohledem na vzdálenost od osy příze, kterou je možné měnit nebo pracovat ve vymezeném sektoru. Výstupem je poté informace o četnostech výskytu vláken a hmotné nestejnoměrnosti příze v závislosti na vzdálenosti od osy příze [1.3].

Schéma uspořádání experimentu je uvedeno na obr. 9.

Na základě provedených experimentů Lapage a Onionse bylo potvrzeno, že pokles výskytu vláken v závislosti na vzdálenosti od osy příze je možné matematicky popsat s užitím exponenciálního modelu a počet vláken přesahujících danou mez aplikací funkce gama s vhodnými experimentálně zjištěnými parametry. Jako komplexní charakteristiku chlupatosti je možné použít podíl průměrů příze získaných fotoelektricky a opticky navržený Barellou.

Hodnota fotoelektricky získaného průměru příze je vyšší, jelikož je ovlivněna výskytem odstávajících vláken na povrchu příze [1.6]. Jistým omezením metody je hloubka ostrosti optického systému, částečné zkreslení délky vláken dané průmětem do roviny a ztráta informací o prostorovém uspořádání vláken.



Obr. 9 Princip měření chlupatosti dle Lapage a Onionse [1.11]

2.2.8 Metodika založená na využití soustavy zrcadel a TV kamery

Postup sledování chlupatosti s možností využití TV kamery pro získání profilu příze a automatizace získání obrazu byla představena Ronsem. Zvětšený obraz příze je získán optickou čočkou s proměnnou aperturou. S využitím rotujícího zrcadla je profil promítnut do roviny rovnoběžné s osou příze. Stínítko, na které je obraz příze promítán je vybaveno foto- detektorem. Získané pohledy na přízi jsou skenovány světelným paprskem kolmo k ose příze.

Pro každý sken je koncový bod daného průmětu považován za referenční bod, který je použit pro stanovení vzdáleností od těla příze. Pozice průsečíků odstávajících vláken se skenovacím paprskem jsou zařazovány do šesti délkových kategorií. Pohyb devíti zrcadel, rovnoměrně rozmístěných v rotačním zařízení, poskytuje téměř lineární pohyb obrazu příze. Počet skenů je 150s^-1, což umožňuje měření rychlostí 4mmin^-1 pro testovanou délku 1m, 2m, 4m, 8m, 16m, 32m, 64m. Po obvodu rotačního zařízení se zrcadly jsou rovnoměrně rozmístěné štěrbiny. Světlo prošlé štěrbinami na konci každého skenu dopadá na foto-senzory, které generují v závislosti na intenzitě světla synchronní elektrický signál. Systém umožňuje zjišťovat četnosti odstávajících vláken v šesti délkových kategoriích od povrchu příze (0,5mm, 1mm, 2mm, 4mm, 8mm a 12mm). Výsledky mohou být ve formě kumulativních nebo nekumulativních absolutních četností výskytu vláken v závislosti na vzdálenosti od povrchu příze [1.8], [1.10].

2.2.9 Rychlofotometrická metoda

Modifikací metodiky Ronse je použití rychlofotometru Zeiss viz obr. 10. Příze je upnuta ve speciálním zařízení, které umožňuje její rotaci kolem osy. Vzorky jsou proměřovány ve dvanácti rovinách, kolmých k ose příze. Pro zjednodušení jsou konvencí stanoveny tři základní oblasti příze – tělo příze, oblast častého výskytu vláken a oblast výskytu dlouhých odstávajících vláken. Za tělo příze je považována oblast příze, kde dochází k pohlcení 90%

procházejícího světla. Oblast chlupatosti je stanovena v místech s pohltivostí 30% a v místech, kde dochází k 10% pohlcení světla, je označena za oblast s výskytem dlouhých odstávajících vláken [1.12].



Obr. 10 Rychlofotometr Zeiss [1.12]

2.2.10 Metoda založená na vyhodnocení dvou kolmých průmětů příze

Metodika spočívající v získání dvou kolmých průmětů s využitím dvou CCD kamer a následné zpracování obrazu je uvedeno v [1.13]. Prozatím je zařízení určeno pro hodnocení profilu příze, zjišťování kolísání průměru a hmotné nestejnoměrnosti příze v závislosti na proměřené délce. Získané informace jsou využity pro 3D modelování tkanin, virtuální hodnocení drsnosti a plošné nestejnoměrnosti tkanin ještě před jejich výrobou. Chlupatost příze by bylo možné hodnotit úpravou stávajícího systému vyhodnocování získaných obrazů.

Způsob jakým je vyřešena neprůhlednost příze, možná ztráta a zkreslení informací není uveden.

2.2.11 Přístroj „CRITTER I a II“

Přístroj byl vyvinut ve dvou základních prototypových verzích v The Centre de Recherches des Industries Textiles de Rouen v letech 1961 – 1962. Hlavním cílem bylo umožnit hodnocení chlupatosti při vyšších rychlostech a odstranit problémy s možným přeuspořádáním vláken díky odporu vzduchu při měření vyššími rychlostmi a průchodu mnoha vodícími místy.

V případě CRITER I. Byla příze vedena vysoko-napěťovým elektrickým polem se dvěma válcovými elektrodami. Odstávající vlákna byla díky kontaktu s vnitřním povrchem první elektrody napřímena a byl v nich indukován elektrostatický náboj. Průchodem příze druhou elektrodou byl náboj v odstávajících vláknech eliminován. Princip přístroje je naznačen na obr. 11. Chlupatost byla posuzována dle velikosti indukovaného náboje, kdy vyšší náboj je dán vyšší četností odstávajících vláken. Výsledky byly silně závislé na vzdušné vlhkosti, typu zkoumaného materiálu a omezeném 5mm průměru válcové elektrody. Výsledky nemohly být interpretovány bez ohledu na jemnost příze. U jemných přízí docházelo k nabíjení pouze dlouhých vláken a u hrubých přízí mohly být kontaktu s elektrodou vystaveny i krátká vlákna [1.2], [1.6]. Výhodou metody je možnost získání informací o vláknech přesahujících danou mez z celého obvodu příze.

Obr. 11 Princip měření s využitím přístroje CRITTER-DAM I. [1.2]

Druhá verze přístroje byla upravena, příze v průběhu měření procházela rovinným elektrostatickým polem, kde byla odstávající vlákna zkoumané příze napřímena a díky fotoelektrickému senzoru byl zaznamenáván jejich počet ve vzdálenosti 3mm od osy příze viz obr. 12. V obou případech byla intenzita světla odpovídající výchozímu stavu bez příze porovnávána s intenzitou světla v průběhu měření. Dle Barelly byl přístroj později doplněn o další foto-citlivé senzory a četnosti vláken mohly být zjišťovány ve vzdálenostech 2, 3, 4, 5, 6 a 7mm od povrchu příze [1.2], [1.6], [1.8].

Obr. 12 Princip měření s využitím přístroje CRITTER-DAM II [1.2]

Bez úpravy byla metoda omezena na zkoumání výskytu dlouhých vláken, které mohou způsobovat potíže při následném zpracování, ale neposkytovala informace o uspořádání vláken na povrchu příze. Přínosem bylo přesnější a reprodukovatelné hodnocení počtu dlouhých vláken, které nebylo příliš ovlivněno rychlostí měření. Působení elektrostatického pole omezovalo možné přeuspořádání vláken (rychlost měření, odpor vzduchu, tření s vodícími elementy). Otevřeným problémem zůstala otázka týkající se vlastního způsobu hodnocení. V praxi nedocházelo k uspořádaní vláken přesně kolmo k povrchu příze a byl potvrzen vliv použitého typu vlákenného materiálu respektive směsi vláken. Díky působení elektrostatického pole mohla být i další vlákna mírně povytažena z povrchu a zjištěná hodnota chlupatosti příze spíše odpovídala potenciální chlupatosti než aktuálnímu stavu příze.

2.2.12 Zařízení „Yarn Hairiness Meter YHM 4”

Princip měření YHM 4 je založen na fotometrickém principu, příze je snímána CCD kamerou, obraz je digitalizován a s využitím grafického programu dále zpracován. Přístroj byl představen v rámci mezinárodní výstavy ITMA 1999 [1.14].

2.2.13 Měřící přístroj „Keisokki Laserspot LST“

Přístroj LST byl představen na ITMA 2003 [1.14] a princip hodnocení chlupatosti příze je založen na difrakci laserových paprsků. Příze je osvětlována svazkem laserových paprsků o průměru 8mm s vlnovou délkou 680nm. Část paprsků je pohlcena hustě upořádaným tělem

příze a u části paprsků dojde k difrakci dle teorie Fraunhofera v závislosti na homogenitě povrchových oblastí příze. Difuzní zóny se objeví v případě, kdy jsou na povrchu příze smyčky vláken a odstávající konce vláken. Pro separaci jednotlivých složek je použit systém čoček, které oddělí primární paprsky od odražených. První zóna filtrů je umístěna za pozorovaným objektem, díky čemuž je možné opticky hodnotit průměr příze s využitím grafického programu. Následně je systém paprsků znovu spojen a výsledkem je kolísání elektrického signálu, který je možné převést na index chlupatosti. Výstupem je poté jeho střední hodnota spolu s údaji o jeho variabilitě. Měření je možné provádět rychlostí do 400mmin^-1, ale jako standardní testovací rychlost se využívá 100mmin^-1. Výsledky testování jsou silně závislé na kalibraci měřícího systému, která je prováděna s využitím tenkého kovového drátku předepsaného složení, definovaného průměru s kruhovým průřezem [1.4].

Princip experimentu je naznačen na obr. 13.

Obr. 13 Princip měření Keisokki Laserspot LST [1.4]

2.2.14 Metoda „Yarn Apperance and Hairiness Tester“

Přístroj Yarn Apperance and Hairiness Tester Lawson Hephil – 410 CTT – YAHT umožňuje hodnocení chlupatosti příze v šesti různých vzdálenostech od povrchu příze spolu s analýzou kolísání průměru příze, hmotné nestejnoměrnosti příze a vad (silná a slabá místa, nopky) a simulaci oděru příze při průchodu přes různé typy vodičů viz obr. 14. Vzdálenost od povrchu příze je možno volit v délkových jednotkách do 10mm nebo jako násobek průměru příze. Na základě výsledků je možné přízi klasifikovat třídou vzhledu a popř. po zadání základních parametrů simulovat vzhled plošné textilie, kdy je do simulace zahrnuta míra nestejnoměrnosti příze. Výstupem jsou základní informace o hodnocených veličinách včetně údajů o jejich variabilitě a grafické znázornění průběhu sledovaných parametrů v závislosti na proměřené délce. Chlupatost je vyjádřena jako celkový počet odstávajících. Je možné testovat staplové příze i multifilamentní vzduchem tvarované hedvábí rychlostí do 400mmin^-1, ale jako standardní testovací rychlost se využívá 100mmin^-1 [1.3], [1.15].

Obr. 14 Yarn Apperance and Hairiness Tester LH – 410 CTT – YAHT [1.3]

Výhodou přístroje je, že poskytuje informace nejen o chlupatosti příze, ale také o jejím průměru a hmotné nestejnoměrnosti. Jistým omezením je nemožnost získání informace o rozložení vláken ve všech vzdálenostech od povrchu příze v rámci jednoho měření. Pro zjištění četnosti v délkových kategoriích je nutné opakované měření se změnou nastavení vzdálenosti měřícího senzoru od povrchu příze. Přičemž vícenásobný průchod nemusí poskytovat zcela reprodukovatelná data vzhledem k možné změně uspořádání odstávajících vláken nebo částečné ztrátě chlupů díky průchodů vodícími elementy, či pootočení příze při měření.

2.2.15 Metoda „Uster Tester 4“

Metoda měření chlupatosti příze je založena na optickém principu. Příze je prosvětlována svazkem monochromatických infračervených paprsků. Na povrchu odstávajících vláken a těle příze dochází k částečnému pohlcení a odrazu světla. Přímé paprsky jsou vlivem použití a vzájemnému nastavení polarizačních čoček (polarizátoru a analyzátoru) eliminovány a odražené paprsky jsou pomocí soustavy čoček opět spojeny a zaznamenávány pomocí světlocitlivého senzoru. Princip měření je naznačen na obr. 15.

Chlupatost je v případě Uster Tester 4 popsána souhrnnou charakteristikou - indexem chlupatosti H. Ten je definován jako úhrnná délka odstávajících vláken na povrchu příze připadajících na jeden centimetr příze. Variabilitu chlupatosti je možné sledovat díky směrodatné odchylce pro různé délky (1cm, 10m, 50m,...) a spektrogramu. Měření je možno provádět s využitím různých testovacích režimů při různých rychlostech. Standardně je proměřován 1km příze rychlostí 400m^-1min. V případě, že bylo při výrobě příze použito vysoko-průtažné ústrojí je vhodné testovanou délku příze uzpůsobit. Na začátku měření je provedena kalibrace optického senzoru bez testované příze, po proměření daného úseku příze je stanoven index chlupatosti s ohledem na jeho kolísání na kalibračním úseku příze a poté jsou sledovány odchylky oproti této hodnotě (měření je prováděno pro každý 1cm příze).

Obr. 15 Princip hodnocení chlupatosti příze Uster Tester 4 [1.16]

Nevýhodou hodnocení chlupatosti příze pomocí komplexního indexu chlupatosti je nemožnost získat podrobnější informace o prostorovém rozložení vláken v oblasti chlupatosti příze. Podstatou metody je sledování změn intensity procházejícího a odraženého světla. Lze tedy předpokládat, že při posuzování přízí vyrobených ze surovin barvených na tmavý odstín, mohou být získané výsledky tímto faktem ovlivněny. Důležitou roli má také jemnost resp.

průměr příze. Vlákna vystupující z těla příze jsou osvětlena a světlo se na nich rozptyluje pouze v případě, že se nenachází na zadní straně příze a tedy ve stínu těla příze. Schématicky je tento fakt naznačen na obr. 16. Teoreticky mohou nastat tři situace. Vlákenné segmenty tvořící chlupatost příze, které se nachází za povrchem příze, jsou osvětleny, světlo se na nich odráží – jsou do hodnocení zařazeny. Vlákenné segmenty se nachází v prostoru za přízí v jejím stínu a nemohou být osvíceny, světlo se na nich nerozptyluje ani neodráží – nejsou zahrnuty do měření (na obrázku označeny symbolem x). Vlákenné segmenty se částečně nachází ve stínu příze, ale některé jejich části jsou již osvíceny dílčími odrazy nebo díky tomu, že z tohoto prostoru vystupují - částečně zahrnuty do měření (na obrázku označeny symbolem +). Tečkou jsou označena místa, kde vlákna z příze vystupují. Dle údajů od výrobce lze konstatovat, že i tyto skutečnosti nemění stabilitu výsledků z hlediska opakovatelnosti a reprodukovatelnosti výsledků.

Obr. 16 Princip hodnocení chlupatosti příze Uster Tester 4 - diskuze

Zařízení Uster Tester 4 je komplexní. Pomocí přídavného optického čidla je možná analýza dvoudimensionálního průměru příze, jeho variability, tvaru příze, kompaktnosti příze resp.

zaplnění příze. Základní kapacitní čidlo umožňuje hodnocení nestejnoměrnosti příze a počtů