TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ
KTM - 487
CHARAKTERISTICK€ ROZMĚRY DVOJMO SKAN€ PŘƒZE
CHARACTERISTIC PROPORTION OF TWO-PLY YARN
LIBEREC 2007 Bc. ZUZANA MARTINKOV„
TECHNICK„ UNIVERZITA V LIBERCI
FAKULTA TEXTILN€
Katedra textiln•ch materi‚lů
Obor: 31 – 06 – N Textiln• materi‚lov… inžen‡rstv•
Charakteristick… rozměry dvojmo skan… přˆze
Characteristic proportion of two-ply yarn
Bc. Zuzana Martinkov‰
KTM - 487
Vedouc• diplomov… pr‚ce: Ing. Monika Vyšansk‚, Ph.D.
Rozsah pr‰ce:
Počet stran: 64
Počet tabulek: 36 Počet obr‚zků: 54
Počet př•loh: 5 14. května 2007
P r o h l ‚ š e n •
Prohlašuji, že předložen‚ diplomov‚ pr‚ce je původn• a zpracovala jsem ji samostatně.
Prohlašuji, že citace použit‡ch pramenů je Œpln‚, že jsem v pr‚ci neporušila autorsk‚ pr‚va (ve smyslu z‚kona č. 121/2000 Sb. O pr‚vu autorsk…m a o pr‚vech souvisej•c•ch s pr‚vem autorsk‡m).
Souhlas•m s um•stěn•m diplomov… pr‚ce v Univerzitn• knihovně TUL.
Byla jsem sezn‚mena s t•m, že na mou diplomovou pr‚ci se plně vztahuje z‚kon č.121/2000 Sb. o pr‚vu autorsk…m, zejm…na • 60 (školn• d•lo).
Beru na vědom•, že TUL m‚ pr‚vo na uzavřen• licenčn• smlouvy o užit• m… diplo- mov… pr‚ce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s př•padn‡m užit•m m… diplomov… pr‚ce (prodej, zapůjčen• apod.).
Jsem si vědoma toho, že už•t sv… diplomov… pr‚ce či poskytnout licenci k jej•mu využit• mohu jen se souhlasem TUL, kter‚ m‚ pr‚vo ode mne požadovat přiměřen‡
př•spěvek na Œhradu n‚kladů, vynaložen‡ch univerzitou na vytvořen• d•la (až do jejich skutečn… v‡še).
V Liberci, dne 14. 05. 2007 . . . .
Podpis
Poděkov‰nˆ
R‚da bych touto cestou poděkovala vedouc• sv… diplomov… pr‚ce, Ing. Monice Vyšansk…, Ph.D., za odborn… veden• a pomoc při zpracov‚n• t…to pr‚ce.
Anotace
Tato diplomov‚ pr‚ce definuje charakteristick… rozměry dvojmo skan… př•ze. Na zač‚tku uv‚d• do problematiky geometrick…ho popisu dvojmo skan… př•ze a s t•m z‚roveň uv‚d•
jak… jsou možnosti měřen• těchto charakteristick‡ch rozměrů.
V prv• č‚sti experimentu byl stanoven optim‚ln• počet měřen‡ch obrazů, při určo- v‚n• charakteristick‡ch rozměrů dvojmo skan… př•ze objektivn• metodou. V dalš• č‚sti experimentu bylo sledov‚no, jak se budou jednotliv… charakteristick… rozměry dvojmo skan‡ch PP př•z• vyv•jet, v z‚vislosti na jemnosti a z‚krutu př•ze.
Na z‚věr byly ověřeny existuj•c• teoretick… vztahy pro v‡počet charakteristick‡ch rozměrů u dvojmo skan… př•ze vzhledem k naměřen‡m hodnot‚m experimentu. Po vyhodnocen• těchto vztahů byl vytvořen nov‡ vztah, kter‡ nejl…pe odpov•d‚ chov‚n•
dvojmo skan… př•ze.
Annotation
This diploma work deals with characteristic proportions of two-ply yarn. Earlier introduces into problems of geometric description of two-ply yarn and at once introduces what are possibility measure these characterictic proportions.
At the first part of experiment was appoint optimum the number of measuring pictu- res with determine characterictic proportions two-ply yarn of objektive method. In other part of experiment was observed how the several characterictic proportions two-ply PP yarn will develop, in dependent on fineness and twist of yarn.
In the end of this work were verified exit teoretic relations for calculation of charac- terictic proportions in two-ply yarn in respect of measuring values of experiment. After select these relations was rared new relation which best answer conduct two-ply yarn.
4 OBSAH
ŠVOD... 7
1. TEORETICK„ Č„ST ... 8
1.1 POPIS CHARAKTERISTICK•CH ROZMĚRŮ DVOJMO SKAN’ PŘ€ZE... 8
1.1.1 N€rys a řez dvojmo skanou př‚z‚ ... 9
1.2 METODY MĚŘEN€ MINS/MAXSU DVOJMO SKAN’ PŘ€ZE...10
1.2.1 Metoda měřen‚ chlupatosti na obrazov„ anal…ze ...10
1.2.2 Metoda †seček ...10
1.2.3 Metoda principem měkk…ch řezů...11
1.3 MOŽNOSTI MĚŘEN€ CHARAKTERISTICK•CH ROZMĚRŮ DVOJMO SKAN’ PŘ€ZE...12
1.3.1 Metoda pod„ln…ch pohledů...12
1.3.2 Metoda př‚čn…ch řezů...12
1.4 METODY MĚŘEN€ PRŮMĚRU LAN...13
1.4.1 Pomoc‚ posuvn„ho měř‚tka...13
1.4.2 Pomoc‚ π p€sku...13
1.5 TEORETICK’ VZTAHY...13
2. EXPERIMENT„LNƒ Č„ST – METODA POD€LN•CH POHLEDŮ... 15
2.1 POPIS EXPERIMENT•LN€CH PŘ€Z€...15
2.2 POSTUP MĚŘEN€...17
2.3 ZPRACOV•V•N€ OBRAZŮ V SYST’MU MATLAB...18
2.4 PROVĚŘOV•N€ POČTU SN€MAN•CH OBRAZŮ...19
2.4.1 Dvojmo skan€ př‚ze...20
2.4.2 Jednoduch€ př‚ze...23
2.5 CHOV•N€ CHARAKTERISTICK•CH ROZMĚRŮ DVOJMO SKAN•CH PŘ€Z€...26
2.6 ZHODNOCEN€ CHOV•N€ CHARAKTERISTICK•CH ROZMĚRŮ- DISKUZE...29
3. TEORETICK€ VZTAHY... 40
3.1 VZTAH (1)...40
3.2 VZTAH(2)...46
4. Z„VISLOST EXPERIMENT„LNƒCH A TEORETICK•CH HODNOT U PP PŘƒZƒ ... 54
5. Z„VĚR... 61
6. POUŽIT„ LITERATURA... 63
7. SEZNAM PŘƒLOH ... 64
5 SEZNAM POUŽIT•CH ZKRATEK:
ba bavlna
PP polypropylen
BApp dvojmo skan‚ bavlněn‚ př•ze, jednoduch… př•ze i skan‚ prstencově předen…
BArp dvojmo skan‚ bavlněn‚ př•ze, jednoduch… př•ze rotorově předen… jsou prstencově sesk‚ny
PPpp dvojmo skan‚ polypropylenov‚ př•ze, jednoduch… př•ze i skan‚ prstencově předen…
PPkp dvojmo skan‚ polypropylenov‚ př•ze, jednoduch… př•ze kompaktně předen…
jsou prstencově sesk‚ny SE struktur‚ln• element
SEZNAM POUŽIT•CH VELIČIN:
Pro skanou př•zi:
Maxs[m] maxim‚ln• charakteristick‡ rozměr zjištěn‡ experiment‚lně βs [ ˜] sklon jednoduch‡ch př•z• k „ose“ skan… př•ze
Mins[m] minim‚ln• charakteristick‡ rozměr zjištěn‡ experiment‚lně
Mins/Maxs[m] průměrn‚ hodnota charakteristick‡ch rozměrů, zjištěn‚ experimen- t‚lně
∆l [mm] změna d…lky
l [mm] up•nac• d…lka
(1)Mins[m] minim‚ln• charakteristick‡ rozměr teoretick‡, ze vztahu (1) (1)Maxs[m] maxim‚ln• charakteristick‡ rozměr teoretick‡, ze vztahu (1)
(1)Mins/Maxs[m] teoretick‚ průměrn‚ hodnota charakteristick‡ch rozměrů, ze vztahu (1)
(2)Mins[m] minim‚ln• charakteristick‡ rozměr teoretick‡, ze vztahu (2) (2)Maxs[m] maxim‚ln• charakteristick‡ rozměr teoretick‡, ze vztahu (2)
(2)Mins/Maxs[m] teoretick‚ průměrn‚ hodnota charakteristick‡ch rozměrů, ze vztahu (2)
6
*(2)Mins[m] minim‚ln• charakteristick‡ rozměr teoretick‡, z upraven…ho vztahu (2)
*(2)Maxs[m] maxim‚ln• charakteristick‡ rozměr teoretick‡, z upraven…ho vztahu (2)
*(2)Mins/Maxs[m] teoretick‚ průměrn‚ hodnota charakteristick‡ch rozměrů, z uprave- n…ho vztahu (2)
Mmax[-] odhad mocniny pro stanoven• *(2)Maxs
Mmin[-] odhad mocniny pro stanoven• *(2)Mins
Ts [tex] jemnost
δs [%] sesk‚n•
Zs [1/m] z‚krut
•s [-] zaplněn•
ls [mm] d…lka
Pro jednoduchou př•zi:
Tj [tex] jemnost
Dj [mm] průměr
Zj [1/m] z‚krut jednoduch… př•ze ve voln…m stavu
Pro charakter materi‚lu:
ρ [kg/m-3] hustota použit…ho materi‚lu
Statistika:
R2[-] koeficient determinace
ÚVOD
Stěžejn•m bodem cel… t…to pr‚ce bylo definov‚n• charakteristick‡ch rozměrů u dvojmo skan… př•ze. Z tohoto důvodu bylo na zač‚tku pops‚no, jak… charakteristick… rozměry určujeme u dvojmo skan… př•ze a pomoc• jak‡ch metod lze tyto charakteristick…
rozměry měřit.
Prvn• č‚st experimentu byla zaměřena na optimalizaci metodiky objektivn•ho zjišťov‚n• charakteristick‡ch rozměrů u dvojmo skan… př•ze, a to předevš•m při určen•
optim‚ln•ho počtu sn•man‡ch obrazů. Pro vlastn• měřen• byla zvolena metoda pod…l- n‡ch pohledů, kter‚ respektuje skutečn‡ tvar skan… př•ze. Jako zkušebn• materi‚l byly dod‚ny př•ze od firmy SPOLSIN, spol. s. r. o., kter… byly nasn•m‚ny v syst…mu obrazov… anal‡zy NIS Elements a d‚le zpracov‚ny pomoc• programu vytvořen…m v prostřed• Matlab. Měřen• bylo z‚měrně provedeno na dvou odlišn‡ch materi‚lech, jednalo se o dvě bavlněn… a dvě polypropylenov… dvojmo skan… př•ze. Vyhodnocen•
optim‚ln•ho počtu obrazů charakteristick‡ch rozměrů dvojmo skan… př•ze bylo provedeno anal‡zou středn•ch hodnot charakteristick‡ch rozměrů a jejich variačn•ch koeficientů. Na z‚kladě homogenity byla odstraněna vybočuj•c• data.
D‚le byl zkoum‚n vliv skac•ho z‚krutu a jemnosti př•ze na chov‚n• charakteris- tick‡ch rozměrů dvojmo skan‡ch PP př•z•.
Posledn•m bodem t…to pr‚ce bylo ověřit již existuj•c• vztahy vzhledem k experiment‚ln•mu měřen•. Nalezeny byly tři vztahy, z toho použity byly dva. Tyto dva vztahy nevykazovaly př•liš dobr… v‡sledky, neboť nerespektovaly z‚vislost Minsa Maxscharakteristick…ho rozměru dvojmo skan… př•ze. Na z‚kladě předchoz•ch rozborů chov‚n• skan… př•ze, bylo tedy přistoupeno k Œpravě jednoho ze vztahů tak, aby l…pe odpov•dal skutečn…mu chov‚n• př•ze. Vztah byl rozš•řen o velikost sesk‚n• a určit…
empirick… konstanty.
1. TEORETICK„ Č„ST
1.1 Popis charakteristick•ch rozměrů dvojmo skan… přˆze
Jednoduch‚ př•ze je obecně br‚na jako v‚lcovit‡ Œtvar. Jej• řez se přibližuje kruhu, jak ukazuje obr. 1, a proto zde i za charakteristick‡ rozměr průřezu můžeme považovat průměr. Skan‚ př•ze je tvořena z jednoduch‡ch př•z•, kter… spolu vytv‚ř• tvar šroubovi- ce. Z řezu skan… př•ze nelze stanovit pouze jeden charakteristick‡ rozměr, obr 2.
Obr. 1 Př‚čn… řez jednoduchou bavlněnou prstencovou př‚z‚ (zvětšen‚ 200x) dle [3]
Obr. 2 Př‚čn… řez bavlněnou dvojmo skanou př‚z‚ (jednoduch„ př‚ze prstenco- v„),(zvětšen‚ 120x) dle [3]
1.1.1 N‰rys a řez dvojmo skanou přˆzˆ
Obr. 3 ukazuje charakteristick… rozměry dvojmo skan… př•ze. Jedn‚ se o maxi- m‚ln• rozměr označen‡ jako Maxs, jehož v‡sledn‚ hodnota je tvořena součtem průměrů dvou jednoduch‡ch př•z•. Dalš• charakteristick‡ rozměr minim‚ln• je označen jako Mins. Tento rozměr vznik‚ vz‚jemn‡m překryt•m jednoduch‡ch př•z•, je tedy tvořen pouze jednou jednoduchou př•z•. Průměrn‚ hodnota z těchto dvou charakteristick‡ch rozměrů je označena jako Mins/Maxs.
Min S/MaxS
Min S/MaxS
Obr. 3 Sch„ma n€rysu a řezu dvojmo skan„ př‚ze – definice charakteristick…ch rozměrů
1.2 Metody měřenˆ Mins/Maxsu dvojmo skan… přˆze
Jedn‚ se o starš• způsoby měřen•, jež byly založeny na principech vyhovuj•c•ch pro měřen• průměru jednoduch… př•ze. V‡sledky v sobě neobsahovaly rozměry Maxsa Mins, kter… byly vidět na ilustračn•m obr‚zku 3, str. 9. Poč•taly pouze s jedn•m rozměrem a to průměrnou hodnotou Mins/Maxs, kter‚ naprosto pop•r‚ charakteristick‡ tvar šroubovice způsoben‡ skac•m z‚krutem. N‚sleduj•c• tři metody jsou zde sp•še uvedeny pro přehled, neboť dnes se již přešlo na metody zohledňuj•c• vliv skan•.
1.2.1 Metoda měřenˆ chlupatosti na obrazov… anal•ze
Metoda měřen• chlupatosti a odečten• poloměru jednoduch… př•ze na 50% zčern‚n• je podrobně pops‚na v [2]. Tato norma stanov• postup měřen• průměru př•ze a celkov…
chlupatosti z pod…ln‡ch pohledů na př•zi s využit•m software obrazov… anal‡zy.
Obr. 4 Poloměr jednoduch„ př‚ze dle [2]
Jako osa př•ze je označen středn• pixel nejdelš• čern… oblasti v bin‚rn• formě obrazu pod…ln‡ch pohledů na př•zi. Průměr př•ze je definov‚n jako dvojn‚sobek vzd‚lenosti od osy př•ze v mm, kter‚ odpov•d‚ hodnotě 50% funkce chlupatosti, obr. 4, [2].
1.2.2 Metoda ’seček
V předch‚zej•c• metodě byly z•sk‚ny sn•mky pod…ln‡ch pohledů na skanou př•zi v proch‚zej•c•m světle. Tyto sn•mky mohou b‡t tak… použity pro metodu Œseček. Na
obr. 5 je zn‚zorněn postup metody, kdy byla měřena kolm‚ vzd‚lenost hraničn•ch bodů těla skan… př•ze v bodech Maxs, Mins. V t…to metodě již byly změřeny charakteristick… rozměry skan… př•ze, avšak z těchto rozměrů byla vytvořena průměrn‚ hodnota a tedy opět v‡sledek ud‚val pouze obecn‡ průměr sm‡vaj•c• rozd•l Maxs, Mins. Hlavn• nev‡hodou t…to metody je n‚ročnost a subjektivita.
1.2.3 Metoda principem měkk•ch řezů
Metodika slouž•c• k popisu průměru jednoduch… př•ze, jež je podrobně popsan‚ v intern•
normě [4], byla použita tak… v tomto př•padě pro př•zi dvojmo skanou. Je možn… zde použ•t metodu př•mou, kter‚ vypoč•t‚v‚ zaplněn• z re‚ln‡ch kontur vl‚kenn‡ch řezů v př•čn‡ch řezech př•ze, a nebo metodu Secant, kde se podle těžiště rekonstruuj• jejich plochy na z‚kladě jemnosti, hustoty, polohy vl‚ken a z‚krutu př•ze. Efektn• průměr zde potom odpov•d‚ hodnotě radi‚ln•ho zaplněn• 0,15 [4].
Zde je nutn… upozornit na rozd•ln‡ princip vzniku dvojmo skan… př•ze, kter‡ vy- vol‚v‚ odlišn… tvary průřezu skan… př•ze (uk‚zky viz obr. 6) od v normě předpokl‚da- n…ho kruhov…ho tvaru př•ze jednoduch…. Tento odlišn‡ tvar vypl‡v‚ ze zmiňovan…ho šroubovicov…ho průběhu jednoduch‡ch př•z• ve skan… př•zi.
Obr. 6 Uk€zky možn…ch tvarů řezů dvojmo skanou bavlněnou př‚z‚ dle [5]
Ačkoliv většina řezů skan… př•ze m‚ nekruhov‡ tvar, v‡sledky průměrů zjišťo- van… klasickou metodou měkk‡ch řezů byly statisticky srovnateln… s hodnotami změřen‡mi pomoc• metod v kap. 1.2.1 a 1.2.2, dle v‡sledků v [5].
Z předešl‡ch tř• metod bylo pro rutinn• měřen• průměru skan… př•ze doporučo- v‚no použ•vat metodu z kap. 2.2.2, předevš•m z důvodu v‡hody př•m…ho z•sk‚v‚n• dat.
Mins
Maxs
Obr. 5 Ilustračn‚ zn€zorněn‚
metody †seček na skan„ př‚zi
Pr‚vě z t…to metody vych‚z• metodika, kter‚ je podstatou t…to diplomov… pr‚ce, jak bude pops‚no v kapitole 1.3.1.
1.3 Možnosti měřenˆ charakteristick•ch rozměrů dvojmo skan…
přˆze
V kapitole 1.1 je nast•něna problematika spr‚vn…ho geometrick…ho popisu dvojmo skan… př•ze. Jsou nadefinov‚ny dva charakteristick… rozměry – Maxs, Mins, kter… na rozd•l od předch‚zej•c• kapitoly již poč•taj• se šroubovit‡m Œtvarem, způsoben‡m skac•m procesem. Protože neexistuje ž‚dn‚ experiment‚ln• metodika k jejich zjišťov‚n•, ale jsou zn‚my dva př•stupy k měřen• průměru př•ze jednoduch…, viz kap.1.2.2 a 1.2.3, byly na jejich z‚kladě navrženy podobn… pro př•zi dvojmo skanou. Jejich vhodn‡mi modifikacemi je možn… odhadnout zmiňovan… dva charakteristick… rozměry.
1.3.1 Metoda pod…ln•ch pohledů
Tato metoda opět použ•v‚ nasn•man… obrazy pod…ln‡ch pohledů na skanou př•zi v proch‚zej•c•m světle. Tyto obrazy jsou d‚le zpracov‚ny programem v syst…mu Matlab, kter‡ nalezne nejvzd‚lenějš• a nejbližš• m•sto kolm… na osu př•ze v dan…m ř‚dku pixelů bin‚rn•ho obrazu př•ze. Takto jsou zjištěny charakteristick… hodnoty Maxs
a Mins, průměrn‚ hodnota Mins/Maxs je vypoč•t‚na ze všech ř‚dků bin‚rn•ho obrazu.
Odpad‚ zde tedy subjektivita hodnocen• a snižuje se časov‚ n‚ročnost z předch‚zej•c•
metody Œseček. Tato metoda byla použita pro experiment‚ln• č‚st t…to diplomov… pr‚ce a bude podrobně vysvětlena v kap. 2.2 a 2.3.
1.3.2 Metoda přˆčn•ch řezů
Postup tvorby měkk‡ch př•čn‡ch řezů jednoduchou př•z• a tkaninou vych‚z• z intern•
normy [7] a nen• zapotřeb• jej měnit v př•padě př•ze dvojmo skan…. Ovšem př•stup k jejich vyhodnocov‚n• se bude poněkud odlišovat. Kolm… řezy k ose př•ze jsou sn•m‚ny mikroskopem. Jejich obrazy jsou ukl‚d‚ny v syst…mu obrazov… anal‡zy a n‚sledně jsou zpracov‚ny morfologick‡mi operacemi [3].
1.4 Metody měřenˆ průměru lan
Lano je jak‡koli pleten‡, spl…tan‡, nebo kroucen‡ provaznick‡ materi‚l s průměrem nad 10 mm. Ačkoliv se zde nejedn‚ př•mo o skan… př•ze, můžeme i lana zahrnout do naš•
problematiky, neboť se jedn‚ o stejnou strukturu jen z v•ce pramenů.
1.4.1 Pomocˆ posuvn…ho měřˆtka
Měřen• je prov‚děno přes „vystupuj•c• vrchy“ lana, nebo k nejvyšš•m protějš•m bodům na laně, obr. 7. Tato metoda je v‡choz•m principem pro měřen• průměru skan… př•ze v obrazov…
anal‡ze [5].
1.4.2 Pomocˆ π p‰sku
Princip spoč•v‚ v omot‚n• π p‚sku kolem lana pod slab‡m ručn•m napět•m. πp‚ska je slab‚, pružn‚ kovov‚ p‚ska odstupňovan‚ v jednotk‚ch l/π (3,14 mm pro každou jednotku). Průměr je měřen od nuly vyznačen… na p‚sce [5].
1.5 Teoretick… vztahy
V t…to č‚sti jsou uvedeny teoretick… vztahy, kter… slouž• pro v‡počet charakteristick‡ch rozměrů skan… př•ze.
Vztahy:
2 cos D D
2 Max /
Min s
j j
s s
, kde (1), [5]
j
s D
Max 2
s j
s cos
Min D
Obr. 7 Měřen‚ průměru lana pomoc‚
posuvn„ho měř‚tka dle [6]
Definov‚n• charakteristick‡ch rozměrů prvn•ho vztahu (1) je pops‚no na obr. 8.
Obr. 8 Pod„ln… pohled na PP skanou př‚z‚ 2x29,5/560Tj [Tex] /Zs [m-1] s popisovan…mi obecn…mi rozměry pro vztah (1)
2 D 2 D Max 2
/
Mins s j j
, kde (2), [5]
j
s D
Max 2
j
s D
Min 2
Vztah (2) je založen na stejn… teorii jako vztah předchoz•, s t•m rozd•lem, že je odlišně definov‚n minim‚ln• charakteristick‡ rozměr skan… př•ze. Parametr Mins
pravděpodobně poč•t‚ s deformac• původn•ho průřezu jednoduch… voln… př•ze v př•zi skan….
s s s
s
Max T /
Min
4 (3), [5]
Posledn• vztah (3) vych‚z• ze vztahu pro průměr jednoduch… př•ze. Tento vztah nebude v pr‚ci užit, neboť nebylo měřeno zaplněn• př•ze a analytick… vyj‚dřen• pro zaplněn• doposud nen• zn‚mo.
2. EXPERIMENT„LNƒ Č„ST – METODA POD€LN•CH POHLEDŮ
2.1 Popis experiment‰lnˆch přˆzˆ
V t…to kapitole bude bl•že specifikov‚n materi‚l, jež byl použit pro experiment‚ln• č‚st.
N‚sleduj•c• informace mohou posloužit k vysvětlen• někter‡ch vlastnost• a chov‚n•
experiment‚ln•ch př•z•.
Experiment byl rozdělen do dvou č‚st•. V prvn• č‚sti šlo o stanoven• optim‚ln•- ho počtu obrazů, kde pro dvojmo skan… př•ze byly zvoleny dvě př•ze bavlněn… (BApp, BArp) a dvě 100% př•ze polypropylenov… (PPpp, PPkp). Tyto př•ze měly jemnost 2x29,5 tex. Jednouch… př•ze měly vždy prav‡ z‚krut, sesk‚ny byly vždy s opačn‡m z‚krutem lev…ho směru. Počet skac•ch z‚krutů na metr byl u ba př•z• 425 1/m a u PP př•z• 400 1/m. Pro stanoven• počtu obrazů u jednoduch‡ch př•z• byly zvoleny PP př•ze (o jemnosti 20; 25; 29,5; 35,5; 45 tex), uveden… v tab. 1 spolu s př‚dn•mi z‚kruty.
BApp - jednoduch… ba př•ze prstencově dopř‚dan…, pot… s opačn‡m z‚krutem prstenco- vě sesk‚ny.
BArp - jednoduch… ba př•ze rotorově dopředen…, pot… prstencově sesk‚ny.
PPpp - jak jednoduch… PP př•ze, tak skan‚ př•ze prstencově předen‚.
PPkp - jednoduch… PP př•ze kompaktně vypředen…, skan‚ př•ze opět prstencově předen‚.
Druh‚ č‚st byla zaměřena na chov‚n• charakteristick‡ch rozměrů dvojmo skan…
př•ze při změně jemnosti a změně počtu skac•ch z‚krutů. Zde se opět jednalo o PP př•ze z tab.1, kter… poskytla firma SPOLSIN, spol. s. r. o. Jak jednoduch… tak skan… př•ze byly prstencově předen…. Parametry vl‚ken těchto př•z• jsou uvedeny ve zkušebn•m protoko- lu, v př•loze 1. PP př•ze byly zvoleny pro svou širokou nab•dku, co do jemnosti, tak do z‚krutů. Mohou tedy objektivně reprezentovat polypropylenov… př•ze.
Tab. 1 Přehled zkoušen…ch 100% PP př‚z‚
Tj [tex]/ Zs jmenovi- tý Zj
jmen.[l/m] [l/m]
200 300 400 500 600
Zs [l/m] 188,48 274,40 407,20 475,52 567,68
2x20/720
IS [m] 177,31; 199,65 ; 290,06 ; 421,01 ; 492,76 ; 583,62
Zs [l/m] 189,76 285,44 409,28 487,84 574,56
2x25/620
IS [m] ; 199,75 ; 294,48 ; 420,60 ; 501,94 ; 591,64
Zs [l/m] 192,80 273,60 415,04 493,28 547,04
2x29,5/560
IS [m] ; 201,83 ; 282,18 ; 426,15 ; 504,90 ; 568,46
Zs [l/m] 192,83 269,33 408,80 514,56 600,00
2x35,5/475
IS [m] ; 198,73 ; 274,98 ; 418,81 ; 524,97 ; 611,90
Zs [l/m] 180,48 262,88 400,32 503,50 592,64
2x45/410
IS [m] ; 186,63 ; 268,61 ; 410,82 ; 514,36 ; 606,26
2.2 Postup měřenˆ
Jak již bylo řečeno v předchoz•ch kapitol‚ch, pro stanoven• charakteristick‡ch rozměrů dvojmo skan… př•ze, byla zvolena metoda pod…ln‡ch pohledů.
Sn•m‚n• obrazů pod…ln‡ch pohledů na dvojmo skanou př•zi v syst…mu obrazov…
anal‡zy NIS Elements vych‚z• z intern• normy [2], kter‚ je č‚stečně modifikov‚na na dvojmo skanou př•zi.
Prvn•m krokem je spr‚vn‚ kalibrace na b•lou plochu. Pot… je nutn… připevněn•
mostov…ho vodiče př•ze na stolek mikroskopu a naveden• př•ze. Měřen‡ vzorek dvojmo skan… př•ze je um•stěn na skl•čko pod mikroskop tak, aby bylo na monitoru minim‚lně jedno „Œdol• - Mins“ a jeden cel‡ „vrchol - Maxs“, viz obr. 9. Pot… n‚sleduje samotn…
sn•m‚n• sekvenc• obrazů.
Proch€zej‚c‚ světlo Dopadaj‚c‚ světlo
Obr. 9 Uk€zka spr€vně sejmut„ho obrazu dvojmo skan„ př‚ze [2]
Před zpracov‚n•m nasn•man‡ch obrazů v syst…mu Matlab je nutn… špatn… (neza- ostřen…, nečiteln…) obrazy z vyhodnocov‚n• vyřadit. Obrazy jsou d‚le zpracov‚v‚ny v syst…mu Matlab – skript „Skana_podelny.m“.
2.3 Zpracov‰v‰nˆ obrazů v syst…mu Matlab
Princip
1. Načten• obrazů
2. Binarizace obrazu (Treshold barevn…ho přes šed‡ do bin‚rn•ho) - př•ze ponech‚na jako "0". Dobr… naprahov‚n• je velmi důležit… předevš•m v př•padě dokonal…ho
"zatmaven•" těla př•ze - použita Otsuova metoda [13].
3. Zpracov‚v‚n• každ…ho obrazu samostatně přiložen•m line‚rn•ho strukturn•ho elementu (SE) (masky) o d…lce 51 pixelů (d…lku možno volit, ale doporučuje se ponechat tuto hodnotu, kter‚ by měla spolehlivě zachytit všechny chlupy); pro př•- pad velmi jemn‡ch př•z• je jeho d…lka automaticky upravena tak, aby obr‚zek př•ze nebyl po morfologick‡ch operac•ch (viz d‚le) porušen.
4. Pomoc• SE je tělo př•ze dilatov‚no "1"
5. D‚le je prov‚děno otevřen• a uzavřen• (morfologick… operace) za pomoci SE ve tvaru disku (voleno empiricky), obr. 10c, d. Tyto jemnějš• operace vyčist• dokonale obraz a z‚roveň spr‚vně vytvaruj• tělo př•ze.
Obr. 10 Zn€zorněn‚ morfologick…ch operac‚ prov€děn…ch na obraze; a) bin€rn‚ obraz, b) line€rn‚ dilatace, c) uzavřen‚, d) otevřen‚ dle [3]
6. Pokud dojde k přerušen• těla, což je automaticky detekov‚no, je zmenšen line‚rn•
SE o 10 pixelů.
7. Jednoduch‡m př•kazem je nalezeno skutečn… působiště nejvzd‚lenějš•ho a nejbliž- š•ho m•sta kolm…ho na osu př•ze v dan…m ř‚dku pixelů, k nim je přičteno a odečteno
¡ d…lky SE.
8. Odečten•m těchto dvou bodů je vypočten průměr př•ze v dan…m ř‚dku.
9. a) Princip: "Maxs" - v každ…m obraze je vybr‚n nejdelš• spojit‡ ř‚dek.
10. a) Vyhled‚na vybočuj•c• data ve všech obrazech dohromady, jsou provedeny body 11, 12 a 13.
9. b) Princip: "Mins" - v každ…m obraze je vybr‚n nejkratš• spojit‡ ř‚dek.
10. b) Vyhled‚na vybočuj•c• data ve všech obrazech dohromady, jsou provedeny body 11, 12 a 13.
9. c) Princip: "Mins/Maxs" a průměr jednoduch… př•ze – zpracov‚ny všechny ř‚dky ze všech obrazů.
10. c) Vyhled‚ny vybočuj•c• data ve všech obrazech dohromady, jsou provedeny body 11, 12 a 13.
11. Přepočet pixelů na spr‚vn… jednotky dle kalibrace obrazu.
12. V‡počet průměrn‡ch hodnot charakteristick‡ch rozměrů dvojmo skan… př•ze Maxs, Mins.
13. Vykreslen• rozložen• hodnot průměrů z jednotliv‡ch obrazů; vykreslen• krabico- v‡ch grafů k oběma principům, obr 11.
Princip: "Maxs" Princip: "Mins"
250 300 350 400 450 500 550 600 650
Hodnotycharakteristickychrozmeru[m]
Hodnoty podezrele z charakteristickych rozmeru dvojmo skane prize + vybocujici hodnoty
250 300 350 400 450 500 550 600 650
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Cetnost charakteristickych rozmeru prize - Principy: "Maxs", "Mins"
Charakteristicky rozmer prize [m]
Relativnicetnost[-]
Pocet pouzitych obrazu 100 Distribuce "Maxs"
Distribuce "Mins"
"Maxs"
"Mins"
IS-horni mez IS-dolni mez Median
Obr. 11 Uk€zka grafick„ho vyhodnocov€n‚ charakteristick…ch rozměrů metodou pod„ln…ch pohledů
2.4 Prověřov‰nˆ počtu snˆman•ch obrazů
Jedn•m z c•lů t…to pr‚ce bylo zjistit optim‚ln• počet obrazů pro stanoven• charakteristic- k‡ch rozměrů u dvojmo skan… př•ze a průměru u jednoduch… př•ze. Krok pro snižov‚n•
počtu měřen‡ch obrazů byl stanoven na 50 obrazů, tato hodnota byla zvolena intuitivně.
Původn•m předpokladem pro stanoven• nutn…ho počtu obrazů bylo sledov‚n• ust‚len•
středn•ch hodnot charakteristick‡ch rozměrů Mins, Maxsa jejich variačn•ch koeficientů.
¢vaha je sporn‚, ale jde pouze o vizu‚ln• odhad. Ze sady středn•ch hodnot charakteris-
tick‡ch rozměrů Maxs (stejně i Mins), pro jednotliv… počty obrazů byl vytvořen v‡běr dat, u něhož byla zjišťov‚na homogenita. Z v‡běru byly vyloučeny vybočuj•c• hodnoty.
Na z‚kladě těchto v‡sledku již byl přesně stanoven optim‚ln• počet obrazů. Experimen- t‚ln• př•ze byly bl•že pops‚ny v kap. 2.1.
2.4.1 Dvojmo skan‰ přˆze
Z důvodů zachycen• v•ce faktorů ovlivňuj•c• v‡sledek testov‚n•, byly pro experiment zvoleny dva rozd•ln… materi‚ly ba a PP. Tyto materi‚ly měly rozd•ln… vypředen•. Pro měřen• byly vybr‚ny dvě bavlněn… (BApp, BArp) a dvě polypropylenov… (PPpp, PPkp) dvojmo skan… př•ze. Pro každou př•zi bylo nasn•m‚no 1000 obrazů pod…ln‡ch pohledů.
Z‚měrně byl zvolen vyšš• počet než je 800, kter‡ uv‚d• norma [2], pro jednoduch…
př•ze, neboť se vych‚zelo z předpokladu, že skan‚ př•ze jako složitějš• Œtvar bude m•t větš• rozptyl naměřen‡ch hodnot.
Pro samotn… vyhodnocen• bylo vždy nutn… stanovit počet měřen‡ch obrazů, což v prvn•m měřen• činilo 1000 obrazů. Tento počet se s každ‡m dalš•m měřen•m snižoval o dan‡ch 50 obrazů. V‡sledkem bylo 16 hodnot pro každ‡ charakteristick‡ rozměr (Mins, Maxs, Mins/Maxs) př•slušn… př•ze, viz př•loha 2. Hodnoty charakteristick‡ch rozměrů a variačn•ch koeficientů byly vyneseny do grafu, obr. 12-13.
Sledov‰nˆ změn charakteristick•ch rozměrů u dvojmo skan•ch ba a PP přˆzˆ
300 350 400 450 500 550
1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
Počet snˆman•ch obrazů
Charakteristick•rozměr
[ m]
Mins BApp Maxs BApp Mins BArp Maxs BArp Mins PPpp Maxs PPpp
Mins PPkp Maxs PPkp Mins/Maxs BApp Mins/Maxs BArp Mins/Maxs PPpp Mins/Maxs PPkp
Obr. 12 Porovn€n‚ charakteristick…ch rozměrů u dvojmo skan…ch ba a PP př‚z‚
Sledov‰nˆ změn variačnˆch koeficientů u dvojmo skan•ch ba a PP přˆzˆ
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1000 950
900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
Poče t snˆman•ch obraz ů
Variačnˆkoeficient[%]
Mins BApp Maxs BApp Mins BArp Maxs BArp Mins PPpp Maxs PPpp
Mins PPkp Maxs PPkp Mins/Maxs BApp Mins/Maxs BArp Mins/Maxs PPpp Mins/Maxs BArp
Obr. 13 Porovn€n‚ variačn‚ch koeficientů u dvojmo skan…ch ba a PP př‚z‚
Jak je vidět z obr. 13, všechny vzorky maj• přibližně vyrovnan‡ trend a nedo- ch‚z• zde k ž‚dn‡m prudk‡m v‡kyvům. Je samozřejm…, že při velmi mal…m počtu obrazů jsou intervaly spolehlivosti širš•. Z obr. 13 je tak… vidět, že bavlněn… př•ze maj•
vždy charakteristick… rozměry nižš•, než př•ze PP, ačkoliv všechny vzorky jsou o stejn…
jemnosti 2x29,5 tex. Je pravda, že někter… př•ze maj• jin… vypředen•, ale např. př•ze BApp a PPpp maj• stejn… prstencov… vypředen• a přesto m‚ bavlna nižš• hodnoty.
Důvodem je vyšš• počet z‚krutů u ba př•z• a tak… odlišn‡ charakter materi‚lu. U ba př•z•
můžeme sledovat přibližov‚n• a někde až překr‡van• křivek, to se ned‚ ř•ci o PP př•z•ch, kter… si svůj odstup udržuj•.
Podle obr. 13 by se mohlo zd‚t, že k ust‚len• charakteristick‡ch rozměrů doch‚- z• j•ž při 150 obrazech. Ale jak bylo uvedeno v Œvodu t…to kapitoly, jedn‚ se čistě o přibližn… a rozhodně ne přesn… vyhodnocen•. Již variačn• koeficient na n‚sleduj•c•m obr.
14, kter‡ ud‚v‚ variabilitu měřen• v %, ukazuje, že stanoven• optima při 150 obrazech nen• spr‚vn…. K ustalov‚n• variačn•ch koeficientů zač•n‚ doch‚zet při 250 obrazech.
Statistika provedena na charakteristick‡ch rozměrech a variačn•ch koeficientech, po odstraněn•m všech vybočuj•c•ch dat, určila jako optim‰lnˆ počet 550 obrazů.
2.4.2 Jednoduch‰ přˆze
Ověřov‚n• nutn…ho počtu sn•man‡ch obrazů u jednoduch… př•ze nebyl stěžejn• Œkol.
K jeho prověřov‚n• bylo přistoupeno hlavně z potřeby použ•t naměřen… průměry k ověřen• vztahů.
Pro samotn‡ experiment bylo nasn•m‚no 800 obrazů pro každou jednoduchou př•zi. Tento počet vych‚z• z intern• normy [2]. Každ‚ z př•z• byla vyhodnocena v syst…mu Matlab skriptem viz kap. 2.2 pro jednoduch… př•ze. V prvn•m hodnocen• bylo 800 obrazů. Stejně jako u skan… př•ze se celkov‡ počet obrazů postupně snižoval vždy o 50 obrazů. V‡sledky těchto jednotliv‡ch měřen• můžeme vidět v př•loze 3 a na obr. 14- 15.
Prověřov‰nˆ počtu snˆman•ch obrazů u jednoduch•ch PP přˆzˆ
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
100 50
Počet snˆman•ch obrazů
Průměrpřˆze
[ m]
20/720 25/620 29,5/560 35,5/475 45/410
Obr. 14 Porovn€n‚ průměrů u jednoduch…ch PP př‚z‚
Porovn‰nˆ variačnˆch koeficientů u jednoduch•ch PP přˆzˆ
11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16
800 750
700 650
600 550
500 450
400 350
300 250
200 150
100 50
Počet snˆman•ch obrazů
Variačnˆkoeficient[%]
20/720 25/620 29,5/560 35,5/475 45/410
Obr. 15 Porovn€n‚ variačn‚ch koeficientů u jednoduch…ch PP př‚z‚
Na obr. 14 je vidět, že jednoduch‚ př•ze nevykazuje takov… v‡kyvy jako skan‚
př•ze. Na z‚kladě ust‚len• průměrn‡ch hodnot průměru jednoduch… př•ze by bylo možn…
označit 50 obrazů za již dostačuj•c•. Něco jin…ho však již vypov•d‚ obr. 15, kde jsou zachyceny variačn• koeficienty. K ust‚len• křivek doch‚z• přibližně při 500 obrazech.
V programu QC Expert byly odstraněny vybočuj•c• data z charakteristick‡ch rozměrů a variačn•ch koeficientů, na z‚kladě toho byl optim‰lnˆ počet měřenˆ stanoven na 400 obrazů. V‡sledky průměrů jednoduch‡ch př•z• při 400 obrazech jsou zaznamen‚ny v tab. 2.
Tab. 2 Průměr jednoduch…ch 100% PP př‚z‚ určen… ze 400 obrazů
Tj [tex]/ Průměr Směrodatn‰ Variačnˆ IS m]
Zj[1/m] přˆze m] odchylka m] koeficient [%] hornˆ mez dolnˆ mez
Medi‰n
m]
20/720 217,32 32,80 15,09 217,46 217,19 214,08
25/620 246,84 35,32 14,31 246,98 246,69 243,07
29,5/560 259,90 32,93 12,67 260,04 259,76 256,45
35,5/560 296,71 34,37 11,58 296,85 296,56 292,13
45/410 353,52 46,35 13,11 353,71 353,33 347,88
2.5 Chov‰nˆ charakteristick•ch rozměrů dvojmo skan•ch přˆzˆ
V t…to č‚sti bylo sledov‚no, jak se budou jednotliv… charakteristick… rozměry dvojmo skan‡ch PP př•z• vyv•jet v z‚vislosti na jemnosti a z‚krutu př•ze, viz př•loha 4 a obr.16- 20. Vzorky zkoušen‡ch skan‡ch př•z• byly vyrobeny firmou SPOLSIN spol. s. r. o., tab.1, v kap. 2.1.
Na obr. 16 můžeme vidět jak křivka Minsse zvyšuj•c•mi z‚kruty m•rně stoup‚, znamen‚ to tedy, že tento charakteristick‡ rozměr se zvětšuje. Opačně je to však u rozměru Maxs, kter‡ naopak se zvyšuj•c•m se zakroucen•m kles‚, tedy rozměry Maxsa Minsse navz‚jem k sobě přibližuj•.
Charakteristick… rozměry PP přˆze 2x20/720
250 300 350 400 450 500
188,48 274,40 407,20 475,52 567,68 Zs[1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
Mins Maxs Mins/Maxs
Obr. 16 Charakteristick„ rozměry dvojmo skan„ PP př‚ze 2x20/720
Charakteristick… rozměry PP přˆze 2x25/620
300 350 400 450 500 550
189,76 285,44 409,28 487,84 574,56 Zs[1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
Mins Maxs Mins/Maxs
Obr. 17 Charakteristick„ rozměry u dvojmo skan„ PP př‚ze 2x25/620
Na obr. 17 sledujeme v podstatě podobnou skutečnost jako u předešl…ho obr‚z- ku. Avšak zde již můžeme pozorovat, že hodnota Minspři přibližně 500 1/m z‚krutech m•rně kles‚.
Charakteristick… rozměry PP přˆze 2x29,5/560
350 400 450 500 550
192,80 273,60 415,04 493,28 547,04 Zs[1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
Mins Maxs Mins/Maxs
Obr. 18 Charakteristick„ rozměry u dvojmo skan„ PP př‚ze 2x29,5/560
Na obr. 18 doch‚z• k nov… skutečnosti. Křivka Mins zpoč‚tku klasicky stoup‚, avšak po překročen• přibližně 400 1/m z‚krutů doch‚z• ke kles‚n•. Maxim‚ln• charakte- ristick‡ rozměr Maxsst‚le kles‚, ale i zde můžeme pozorovat změnu, neboť kles‚n• se st‚v‚ strmějš•.
Charakteristick… rozměry PP přˆze 2x35,5/475
400 450 500 550 600 650
192,83 269,33 408,80 514,56 600,00 Zs[1/m]
charakteristick•rozměr
[ m]
Mins Maxs Mins/Maxs
Obr. 19 Charakteristick„ rozměry u dvojmo skan„ PP př‚ze 2x35,5/475
Z obr. 19 je opět vidět, že při hodnotě 400 1/m z‚krutů doch‚z• ke zlomu a cha- rakteristick‡ rozměr Mins prudce kles‚. Tak… Maxs přech‚z• z pozvoln…ho kles‚n•
z předešl‡ch obr‚zků st‚le v•ce ke strmějš•mu sestupu.
Křivky na obr. 20 maj• velmi podobn‡ trend s předchoz•m obr‚zkem.
Charakteristick… rozměry PP přˆze 2x45/410
450 500 550 600 650 700
180,48 262,88 400,32 503,50 592,64 Zs[1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
Mins Maxs Mins/Maxs
Obr. 20 Charakteristick„ rozměry u dvojmo skan„ PP př‚ze 2x45/410
2.6 Zhodnocenˆ chov‰nˆ charakteristick•ch rozměrů - Diskuze
Obecně zn‚mou skutečnost• je, že hrubš• př•ze s větš•m množstv•m vl‚ken v př•čn…m řezu a při stejn…m počtu z‚krutů budou m•t větš• charakteristick… rozměry než př•ze jemnějš•, to můžeme vidět jak na obr. 21, 22, tak v tab. 3. U př•ze o jemnosti 2x20 tex můžeme vidět, že stoup‚n• Minsa kles‚n• Maxsje pozvoln…. Př•ze 2x25 tex m‚ podob- nou tendenci jako předchoz• př•ze, avšak přibližně při 500 1/m z‚krutech se křivka Mins obrac• a zač•n‚ pomalu klesat. U dalš•ch př•z• rozměr Minsstoup‚ pouze již do hodnoty přibližně 400 1/m z‚krutů, zde doch‚z• ke zlomu a křivky zač•naj• prudčeji klesat.
Všechny křivky Maxsvykazuj• st‚l… kles‚n•, kter… se spolu se zvyšuj•c•mi z‚kruty st‚v‚
strmějš•, pouze u př•ze 2x25/620 viz obr. 21 doch‚z• k jedn… anom‚lii při 300 1/m z‚krutech, což lze považovat za vybočuj•c• hodnotu.
Mins a Maxs dvojmo skan•ch PP přˆzˆ
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
200 300 400 500 600
Zsjmenovit• [1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
Mins 2x20/720 Maxs 2x20/720 Mins 2x25/620 Maxs 2x25/620 Mins 2x29,5/560 Maxs 2x29,5/560 Mins 2x35,5/475 Maxs 2x35,5/475 Mins 2x45/410 Maxs 2x45/410
Obr. 21 Charakteristick„ rozměry Minsa Maxsu dvojmo skan…ch PP př‚z‚
Mins/Maxs dvojmo skan•ch PP přˆzˆ
350 400 450 500 550 600
200 300 400 500 600
Zsjmenovit• [1/m]
Charakteristick•rozměr
[
m]
Mins/Maxs 2x20/720 Mins/Maxs 2x25/620 Mins/Maxs 2x29,5/560 Mins/Maxs 2x35,5/475 Mins/Maxs 2x45/410
Obr. 22 Průměrn€ hodnota mezi Minsa Maxsu dvojmo skan…ch PP př‚z‚
Tab. 3 Z€kruty experiment€ln‚ PP skan„ př‚ze
PP skan‰ přˆze PRST zvětšenˆ 1000m Zs
[1/m] 2x20 [Tex] Zs
[1/m] 2x45 [Tex]
188,48 180,48
274,40 262,88
407,20 400,32
475,52 503,50
567,68 592,64
V tab. 3 je n‚zorně vidět rozd•l charakteristick‡ch rozměrů u jemnějš•ch a hrubš•ch př•z•. U jednotliv‡ch př•z•, pak v‡voj charakteristick‡ch rozměrů vzhledem ke zvyšuj•c•m se z‚krutům.
Důvody ovlivňuj‚c‚ velikost charakteristickƒch rozměrů
Mins:
Stoup‚n•: U všech experiment‚ln•ch př•z• můžeme zpoč‚tku při nižš•ch skac•ch z‚krutech pozorovat, že hodnoty Mins se při vzrůstaj•c•ch skac•ch z‚krutech zvětšuj•, obr. 21. V důsledku rostouc•ho protisměrn…ho skac•ho z‚krutu, totiž kles‚ do určit…
m•ry z‚krutov‚ hustota v jednoduch… př•z•. To m‚ za n‚sledek nižš• zaplněn• a tedy i zvětšen• charakteristick…ho rozměru. Jde tedy nejsp•še o rozkrucov‚n• př‚dn•ch z‚krutů viz obr. 23, vlivem opačn…ho směru skan•. Skan‚ př•ze se zde jemně prodlouž• [14].
Kles‚n•: Po překročen• jist… hodnoty, to je pro každou př•zi různ… (z‚vis• na jemnosti př•ze), dojde ke kles‚n• experiment‚ln•ch hodnot Mins, obr. 21. Toto kles‚n• je způsobeno zvyšov‚n•m počtu skac•ch z‚krutů, dost‚v‚me se do kladn‡ch hodnot sesk‚n•, a t•m i zv‡šen• zaplněn• př•ze. Při extr…mn•m zvyšov‚n• z‚krutů by nastala deformace př•ze až vznik smyčky.
Maxs:
Při procesu zakrucov‚n• se do př•ze ukl‚daj• jednotliv… z‚kruty a při jejich se zvyšuj•- c•m počtu, kdy jsou vl‚kna v př•zi v•ce stlačov‚na, doch‚z• k zvyšov‚n• zaplněn• př•ze a tedy ke zmenšen• charakteristick…ho rozměru Maxs. K efektu rozkrucov‚n• př‚dn•ch z‚krutů doch‚z•, ale tento efekt je překon‚n stlačov‚n•m způsoben‡m Zs. Př•činou zmenšen• rozměru Maxsje stlačov‚n• vlivem skac•ch z‚krutů, tomu odpov•d‚ empiricky zjištěn‡ doplněk k sesk‚n• (1-s), kter‡ dokonale kop•ruje trend experiment‚ln•ch hodnot, viz obr. 30-34, str. 38-40.
Faktorů, kter… toto všechno ovlivňuj• je mnoho, předevš•m je to však počet př‚dn•ch z‚krutů, jemnost př•ze a velikost sesk‚n•. Jako dalš• faktory by mohly b‡t uvedeny např. zaplněn• jednoduch‡ch př•z•, druh vypředen•, atd.
Po zask‚n• jednoduch‡ch př•z• do skan… př•ze mus•me tak… uvažovat skutečnost, že jednotliv… př•ze na sebe působ• tlakem, kter‡ vypl‡v‚ z jejich vz‚jemn…ho kontaktu.
Tento tlak pravděpodobně způsob• určit… zploštěn• př•ze.
Sesk…n‚
Jak již bylo řečeno, sesk‚n• je nejsp•še jeden z hlavn•ch činitelů, kter‡ ovlivňuje charakteristick… rozměry u skan… př•ze. Přechodov‡ bod pro sesk‚n• se u každ… př•ze nach‚z• někde jinde, proto bylo sesk‚n• přepoč•t‚no pro každou př•zi zvl‚šť. Na z‚kladě
těchto informac• bude možno l…pe vysvětlit chov‚n• jednotliv‡ch skan‡ch př•z•, při určit‡ch skac•ch z‚krutech. Jako měřen‡ vzorek byly použity předchoz• PP dvojmo skan… př•ze, tab. 1, str. 16. U poskytnut‡ch polypropylenov‡ch př•z• bylo provedeno měřen• t‡kaj•c• se zjištěn• z‚krutů př•z• dle [15]. Sesk‚n• bylo vypoč•t‚no podle rovnice (4). V‡sledky sesk‚n• jsou uvedeny v př•loze 5 a na obr. 24-34.
l 100 l
l
s
[%] (4), [15]
Obr. 23 Sesk€n‚ u dvojmo skan„ př‚ze dle [14]
Obr. 23. z nulov…ho bodu do bodu A, což je vrchol křivky, doch‚z•
k rozkrucov‚n• př‚dn•ch z‚krutů. V tomto Œseku se projevuje větš• vliv prodlužov‚n•
jednoduch‡ch př•z•, než zakrucov‚n• skan… př•ze vlivem tvorby ovinů. V bodě A jsou si obě složky rovny.
V bodě B je ukončeno rozkrucov‚n• a zvyšov‚n•m skac•ch z‚krutů doch‚z• ke specifick…mu př•padu, skan• souhlasn‡m skac•m z‚krutem. V bodě B maj• vl‚kna v jednoduch… př•zi nulov‡ počet z‚krutů, vzhledem k ose jednoduch… př•ze ve skan… př•zi.
V bodě C je d…lka skan… př•ze rovna up•nac• d…lce sdružen… př•ze a sesk‚n• s=0.
Od tohoto bodu se zvyšov‚n•m z‚krutů skan‚ př•ze zakrucuje s1 [14].
U všech př•z• vych‚z• sesk‚n• přibližně z jedn… hodnoty, avšak se zvyšov‚n•m z‚krutu se křivky zač•naj• rozch‚zet, obr. 24. Př•činou toho je počet př‚dn•ch z‚krutů u jednoduch‡ch př•z•. Jak si můžeme povšimnout, př•ze o nejnižš• jemnosti m‚ nejvyšš•
s
Zs[1/m]
počet př‚dn•ch jmenovit‡ch z‚krutů a naopak př•ze s nejvyšš• jemnost• m‚ nejnižš•
počet př‚dn•ch z‚krutů. Jak již bylo řečeno, při skan• doch‚z• nejdř•ve k rozkroucen•
př‚dn•ch z‚krutů a teprve pot… k vlastn•mu skan•. Logicky tedy č•m nižš• je hodnota př‚dn•ch z‚krutů, t•m dř•ve doch‚z• ke zkroucen• - zaplněn• a t•m zmenšov‚n• rozměru Mins, obr. 25-29.
Sesk‚n• př•ze o jemnosti 2x20 tex je po celou dobu v z‚porn‡ch hodnot‚ch, což znač•, že po celou dobu doch‚z• k rozkrucov‚n• z‚krutu jednoduch… př•ze. Zde je tedy vysvětlen• proč hodnoty Minsu t…to př•ze st‚le stoupaj•, obr. 25. Př•ze 2x25 tex m‚ při 600 1/m z‚krutech kladn… hodnoty sesk‚n•, na obr.26 můžeme pozorovat, že ve stejn‡
okamžik stoupaj•c• křivka Mins přech‚z• v kles‚n•. Tedy zde je důkaz pro chov‚n•
hodnot Mins.
Hodnoty Maxsse vlivem z‚krutu snižuj•. Dokonale kop•ruj• trend hodnot (1-s), obr. 30-34. Na obr. 31 je nejsp•še zachycena anom‚lie experiment‚ln•ho měřen•
vzhledem k předchoz•m tvrzen•m ji lze považovat za vybočuj•c• hodnotu.
Průběh sesk‰nˆ u dvojmo skan•ch PP přˆzˆ
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6
Zsjmenovˆt• [1/m]
s[%]
2x20/720 -1,0591 -1,2556 -0,8065 -0,5874 -0,0080
2x25/620 -1,1081 -1,2720 -0,8065 -0,1843 0,7700
2x29,5/560 -1,1000 -0,9530 -0,3130 0,6675 1,6522
2x35,5/475 -1,0754 -0,8146 0,5490 1,9223 3,7795
2x45/410 -0,8227 -0,2567 1,5990 3,4530 5,6105
200 300 400 500 600
Obr. 24 Průběh sesk€n‚ u dvojmo skan…ch PP př‚z‚
Porovn‰nˆ průběhu Mins a su PP přˆze 2x20/720
280 285 290 295 300 305 310 315
100 200 300 400 500 600
Zs[1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
-0,014 -0,012 -0,01 -0,008 -0,006 -0,004 -0,002 0 0,002
Sesk‰nˆ[-]
Mins
Obr. 25 Porovn€n‚ průběhu Minsa sesk€n‚ u PP př‚ze 2x20/720
Porovn‰nˆ průběhu Mins a su PP přˆze 2x25/620
315 320 325 330 335 340 345 350 355 360
100 200 300 400 500 600
Zs[1/m]
Charakteristick•rozměr
[ m]
-0,015 -0,01 -0,005 0 0,005 0,01
Sesk‰nˆ[-]
Mins
Obr. 26 Porovn€n‚ průběhu Minsa sesk€n‚ u PP př‚ze 2x25/620
