2
PODĚKOVÁNÍ
Ráda bych tímto poděkovala své vedoucí práce, a to paní Ing. Ivě Mertové z katedry textilních technologií z Technické univerzity v Liberci za odborné vedení mé bakalářské práce a za podnětné rady. Za poskytnuté vzorky děkuji textilní společnosti Hedvě a. s. Dále bych chtěla poděkovat své rodině za podporu během mého studia.
ANOTACE
V teoretické části této práce je popsáno setkání příze ve tkanině, proč se setkání příze měří a jak se vypočítá. Dále jsou zde uvedeny parametry tkaniny, které ovlivňují setkání příze a jaké parametry setkání příze ve tkanině ovlivňuje. Nakonec jsou zde zmíněny všechny možné metody stanovení setkání příze ve tkanině.
V experimentální části je uveden materiál použitý v této práci, tři metody stanovení setkání příze ve tkanině, které byly použity a byly pro tuto práci stěžejní. Dále jsou u jednotlivých metod uvedeny naměřené výsledky a přehledně zobrazeny v tabulkách a grafech. V poslední části jsou výsledky mezi sebou porovnány a je zde zhodnocen vliv parametrů tkaniny na setkání příze ve tkanině.
K L Í Č O V Á S L O V A :
Setkání příze ve tkanině, parametry tkaniny, dostava osnovy, dostava útku.
A N N O T A T I O N
In theoretical part of this thesis is described yarn crimp in the fabric, why is yarn crimp measured and calculated. Also are here introduced fabric parameters, which influence yarn crimp and which are influenced by yarn crimp in fabric. Finally are here mentioned all possible methods of assessment by yarn crimp in the fabric.
In experimental part is described material, which was used in the thesis, three methods assessment of yarn crimp in the fabric, which was used and pivotal in the thesis.
Also there are described by individual methods measured and in lucid tables and graphs represented results. In last part are results mutually compared and the valorized fabric parameters of yarn crimp in the fabric.
K E Y W O R D S :
Yarn crimp in the fabric, parameters of fabric, warp set, weft set.
OBSAH
PŘEHLED POUŽITÝCH SYMBOLŮ ... 8
ÚVOD ... 12
1 Setkání příze ve tkanině ... 13
2 Parametry tkaniny ... 14
2.1 Dostava ... 14
2.2 Jemnost příze ... 14
2.3 Vazba ... 15
2.4 Vlastnosti tkaniny závislé na setkání příze ... 15
3. Metody stanovení setkání ... 15
3.1 Metoda vypárání nití (palcová metoda) ... 16
3.2 Metoda stanovení setkání pomocí dynamometru ... 16
3.2.1 Počáteční stav ... 17
3.2.2 Narovnání nitě ... 18
3.2.3 Napínání nitě ... 18
3.2.4 Síla v niti ... 19
3.2.5 Vypáraná nit ... 20
3.2.6 Setkání ... 22
3.3 Řezy plošnou textilií ... 23
3.4 Norma ISO 7211-3 (80 0803) ... 23
3.4.1 Postup zkoušky ... 24
3.4.2 Výpočet a vyjádření výsledků ... 25
3.5 Norma ASTM D-3883 – 99 ... 25
3.5.1 Výpočet ... 27
3.6 Teoretické modely výpočtu setkání ... 27
3.6.1 Délka nitě ve vazné vlně, úhel provázání nití ve tkanině ... 27
PRAKTICKÁ ČÁST ... 33
4 Materiál použitý v experimentu ... 33
5 Metody stanovení setkání příze použité v experimentu ... 34
5.1 Palcová metoda ... 34
5.1.1 Zhodnocení výsledků ... 35
5.2 Metoda stanovení setkání pomocí dynamometru ... 35
5.2.1 INSTRON 4411 ... 35
5.2.2 Program MATLAB ... 36
5.2.3 Postup výpočtu ... 36
5.2.4 Zhodnocení výsledků ... 37
5.3 Stanovení setkání z řezů tkanin ... 38
5.3.1 Zhodnocení výsledků ... 38
5.3.2 Příčné a podélné řezy tkaninou ... 38
6 Porovnání výsledků setkání ... 39
6.1 Porovnání metod ... 43
6.1.1 Vztah mezi metodou palcovou a metodou stanovení setkání pomocí dynamometru ... 43
6.1.2 Vztah mezi metodou palcovou a metodou stanovení setkání z řezů tkanin .. 44
6.1.3 Závislost metody stanovení setkání pomocí dynamometru na metodě řezů tkanin ... 45
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ... 48
SEZNAM TABULEK ... 50
SEZNAM OBRÁZKŮ ... 50
SEZNAM GRAFŮ ... 51
PŘÍLOHY ... 51
PŘEHLED POUŽITÝCH SYMBOLŮ
cm centimetr
setkání osnovy [ % ]
délka osnovní nitě zatkané do tkaniny [mm]
délka tkaniny (vzorku) [mm]
setkání útkové nitě [ % ]
délka útkové nitě zatkané do tkaniny [mm]
šířka tkaniny (vzorku) [mm]
Lo délka osnovy [m]
L délka [m]
dostava osnovy [počet nití/10 mm]
dostava útku [počet nití/10 mm]
T jemnost [g/km]
m hmotnost [g]
g gramy l délka [m]
km kilometr
změna délky [m]
mm milimetr
délka nitě ve vzorku [mm]
délka natažené nitě vypárané ze vzorku[mm]
upínací délka [mm]
h okamžitá vzdálenost čelistí [mm]
F síla [N]
Δh prodloužení v čelistech [mm]
Δl prodloužení nitě [mm]
poměrné prodloužení v čelistech (poměrné prodloužení výchozí upínací délky)[-]
poměrné prodloužení nitě [-]
λ [-]
s setkání [ % ]
L délka spotřebované nitě [mm]
Lo šířka tkaniny [mm]
T šířka střídy vazby [mm]
vyjádření první derivace µm mikrometr
dtex decitex
PESh polyesterové hedvábí
ÚVOD
Dalo by se říci, že tkaniny jsou nejvýznamnějšími plošnými textiliemi vůbec.
Archeologické nálezy dokazují jejich vznik už v mladší době kamenné a od té doby se tkací technika neustále rozvíjí. V dnešní době je technologie výroby stěžejní pro textilní průmysl. U tkanin se zkoumají různé faktory ovlivňující jejich vlastnosti, jako jsou např.: materiál, jemnost příze, dostava osnovy a útku a mnohé další. V této práci jsou sledovány konstrukční parametry tkanin, jako je právě dostava osnovy a útku.
V textilním průmyslu se vyskytuje nespočet druhů vláken a surovin, ze kterých jsou příze vyráběny. Jednou z nich je také polyester, ten má široké uplatnění a zaujímá první místo ve výrobě syntetických vláken. Může se vyskytovat prakticky ve všech textilních výrobcích. Materiál, se kterým se bude pracovat v této práci, je právě polyester.
Z názvu je patrné, že stěžejní vlastností zkoumanou v této práci je právě setkání příze. Setkání ovlivňuje celou řadu dalších vlastností tkanin. Je tedy podstatné vědět, co ho ovlivňuje a jak ho změřit. Způsobů, jak zjistit setkání příze ve tkanině, je několik.
Pro tuto práci jsou stěžejní tři, a to párání a následné proměřování délky jednotlivých nití, pomocí dynamometru a zpracování řezů tkanin. Všechny tyto metody budou popsány v práci.
Jedním z cílů této bakalářské práce je zjistit, které konstrukční parametry tkanin mají zásadní vliv na setkání přízí ve tkanině. Budou proměřovány dvě sady tkaniny od firmy Hedva a. s. Obě tyto sady tkanin jsou v plátnové vazbě a mají jemnost přízí u osnovy 7,8 [tex] a útku 16,5 [tex]. U první tkaniny s dostavou osnovy 42 nití/10 mm, byly proměřovány vzorky s dostavou útku 21, 25 a 29 nití/10 mm. U druhé tkaniny s dostavou osnovy 49 nití/10 mm, bylo proměřováno pět vzorků s dostavou útku 18, 20, 22, 24 a 26 nití/10 mm. Z toho vyplývá, že v této práci bude hrát hlavní roli vliv dostavy.
Druhým cílem této práce je porovnání výše zmíněných metod pro stanovení setkání příze ve tkanině. Jak metoda párání a následného proměřování délek nití tak řezy tkaninou se dají považovat za standardní a jsou upraveny normou. Stanovení setkání pomocí dynamometru se už za standardní považovat nedá. Výsledky měření z jednotlivých metod budou mezi sebou následně porovnány, aby se dalo říci, zda je metoda stanovení setkání příze ve tkanině pomocí dynamometru také vhodná, a jestli se dá použít v praxi.
TEORETICKÁ ČÁST
V této části práce bude představeno obecně setkání příze ve tkanině jeho možný výpočet a význam. Dále budou představeny některé parametry tkanin, které mají vliv na setkání příze jako je dostava, jemnost přízí a vazba. V poslední kapitole teoretické části uvedu možné metody stanovení setkání příze ve tkanině. Teoretická část práce bude sloužit jako podklad pro následující praktickou část práce.
1 Setkání příze ve tkanině
Při výrobě tkaniny dochází při provazování nití obou soustav (soustavy osnovy a soustavy útku) ke zvlnění nití. Toto zvlnění zkracuje původní délku nitě osnovy a útku na konečnou délku nitě ve tkanině. [1]
Setkání vyjadřuje zkrácení osnovní či útkové nitě vlivem provázání nití ve tkanině po zatkání. Setkání je definováno zvlášť pro osnovu, zvlášť pro útek. Setkání je ovlivněno mnoha parametry, např. mírou zvlnění jednotlivých nití ve tkanině, vazbou (provázaností nití, velikostí flotáže), atd. Délka nitě ve vazné vlně ovlivňuje spotřebu materiálu během tkaní, setkání nití ve tkanině. [2]
Možné výpočty délky nitě ve vazné vlně budou uvedeny níže v kapitole 3.6. Jak už bylo zmíněno výše, setkání se určuje zvlášť pro osnovu a zvlášť pro útek podle vztahu (1.1) a (1.2) :
Setkání osnovy tkaniny
=
* 100 [ % ]
(1.1)Setkání útku tkaniny
=
* 100 [ % ]
(1.2)Kde:
[ % ] – setkání osnovní nitě [ % ] – setkání útkové nitě
[mm] – délka osnovní nitě zatkané do tkaniny
[mm] – délka útkové nitě zatkané do tkaniny
[mm] – délka tkaniny (vzorku)
[mm] – šířka tkaniny (vzorku).[3]
Ze znalosti setkání S je pak již možné stanovit skutečnou délku spotřebované nitě L na šířku tkaniny podle (1.3) [3]:
(L = (1+S)* ). (1.3)
2 Parametry tkaniny
V této kapitole bude uveden vliv parametrů tkanin, mezi které patří dostava tkaniny, jemnost příze a vazba, které mají vliv na setkání příze ve tkanině. Tyto parametry budou vysvětleny níže. Jak už bylo zmíněno, tato práce se zaměřuje především na vliv dostavy.
2.1 Dostava
Dostava tkaniny vyjadřuje počet nití na určitou délku podle ČSN 1049-2 (800814) (mod ISO 7211 – 2:1984). Dostava tkaniny je definovaná zvlášť pro osnovní a zvlášť pro útkovou soustavu nití s označením Do [počet nití/10 mm], Du [počet nití/10 mm]. Těsné postavení nití v jedné rovině představuje 100 % zakrytí = 100 % dostavě tkaniny. [2]
Teoretický předpoklad je takový, že větší dostava představuje vyšší spotřebu materiálu, hustší druhá soustava způsobuje větší setkání a hrubší nit vlastní soustavy nití způsobuje větší setkání. [4]
2.2 Jemnost příze
Je to měrná lineární hmotnost uváděná v jednotkách [tex]. Jemnost T je definována jako hmotnost vlákna m[g] na jednotku jeho délky l (v jednotkách [tex], to jsou gramy na 1 km). Je zřejmé, že při stejné jemnosti T bude průměr vláken s menší měrnou hmotností (hustotou) větší než průměr vláken s vyšší měrnou hmotností. [5]
Na setkání mají především vliv - délková hmotnost (jemnost) druhé soustavy nití; hrubší nitě vytvářejí předpoklad většího setkání. [4]
2.3 Vazba
Způsob vzájemného provázání (překřížení osnovních a útkových nití). Plátnová vazba je nejjednodušší a nejhustěji provázaná vazba. Jedná se o nejpevnější a nejtrvanlivější vazbu. Střídu vazby tvoří dvě nitě osnovní a dvě nitě útkové. Je to vazba oboustranná.
Typické je pravidelné střídání osnovních a útkových vazných bodů, resp. skupin osnovních a útkových vazných bodů. [4]
Plátnová vazba, vazba s nejhustším provázáním díky křížícím úsekům, dosáhne limitní dostavy odpovídající 82,14 % z výše uvedených 100 %. [2] Volněji provázaná tkanina způsobuje menší setkání. [4]
Plátnová vazba je oboustranná. Její husté provázání zajišťuje dobré zaplnění tkaniny oběma soustavami nití. Vyžaduje nejmenší dostavu a má nejnižší spotřebu materiálu, což je výhodně pro výrobce, společnosti i spotřebitele. [4]
2.4 Vlastnosti tkaniny závislé na setkání příze
Mezi parametry závislé na setkání příze patří např. spotřeba materiálu v osnově i v útku.
To se jeví jako zásadní pro výrobce tkanin z hlediska ekonomického faktoru. Další významnou vlastností závislou na setkání příze je plošná hmotnost tkaniny. Plošná hmotnost tkaniny je určitým ukazatelem jakosti tkaniny, který se uvádí v normách, v technických podmínkách a obchodních nabídkách. Mezi další vlastnosti závislé na setkání příze patří tažnost tkaniny nebo smykový modul.
3. Metody stanovení setkání
Metod pro stanovení setkání ve tkanině je hned několik. Patří mezi ně:
Metoda vypárání nití (palcová metoda)
Pomocí dynamometru
Řezy plošnou textilií
Norma ISO 7211-3 (80 0803)
Norma ASTM D-3883 – 99
Predikce setkání dle teoretických modelů
V této bakalářské práci budou použity jen tři metody, a to metoda vypárání a následné proměřování délky jednotlivých nití, pomocí dynamometru a zpracování řezů tkanin.
3.1 Metoda vypárání nití (palcová metoda)
Ze vzorku 100 x 100 mm vystřiženého přesně po niti vypáráme nitě, natáhneme je pomocí dvou pinzet a změříme nataženou délku. Délka je v tomto případě délka nitě ve vzorku, tj 100 mm, je délka natažené nitě vypárané ze vzorku. Podle normy ČSN 1049-2 (800814) (mod ISO 7211 – 2:1984). [6]
Samozřejmě je tato metoda zatížena velkou subjektivní chybou. Pokud bychom chtěli měřit nataženou délku přesněji, museli bychom použít např. stanoveného zatížení předpětím (závažíčkem). [1]
3.2 Metoda stanovení setkání pomocí dynamometru
Uvažujme nit délky upnutou v čelistech dynamometru s upínací délkou < . Taková nit musí být mezi čelistmi navlněná, jak je vidět na obr. 1a). Oddalováním čelistí se nit postupně narovnává, až při vzdálenosti čelistí h = je nit právě vyrovnána.
Takový stav je znázorněn na obr. 1b). Uvažujeme, že až do tohoto okamžiku není třeba k vyrovnání nitě žádná síla. Při dalším oddalování čelistí se již testovaná nit napíná, její délka l, která odpovídá okamžité vzdálenosti čelistí h, je větší, než výchozí délka - viz. obr. 1c). K takovému prodloužení je ovšem třeba působit jistou silou, označenou F.
[7]
Pro popis naznačeného procesu narovnávání a napínání nitě zaveďme ještě následující veličiny:
Δh...prodloužení v čelistech; platí (3.1):
Δh = h- , (3.1)
Δl...prodloužení nitě, platí (3.2):
Δl = l – , (3.2)
...poměrné prodloužení v čelistech (poměrné prodloužení výchozí upínací délky);
platí (3.3):
= = = – 1, 1+ = , (3.3)
...poměrné prodloužení nitě, platí (3.4):
= = = - 1, 1+ = . (3.4)
[7]
a) b) c)
h = h> ,
h=l
F
Obr. 1 – Napínání zvlněné nitě a) navlněná nit, b) narovnaná nit, c) napínaná nit.
[7]
3.2.1 Počáteční stav
Stav dle obr. 1 a). V počátečním stavu platí (3.5), (3.6), (3.7), (3.8) a (3.9):
h = , (3.5)
l = , (3.6)
F = 0, (3.7)
= 0 (3.8)
= 0. (3.9)
[7]
3.2.2 Narovnání nitě
Přechod ze stavu na obr. 1 a) do stavu na obr. 1b). V této oblasti platí (3.10), (3.11), (3.12), (3.13) a (3.14):
h > (3.10)
l = , (3.11)
F = 0, (3.12)
> 0, (3.13)
= 0. (3.14)
[7]
Protože prodloužení v čelistech je v této oblasti Δh ϵ (0, - ), platí podle (3.15):
ϵ . (3.15)
[7]
3.2.3 Napínání nitě
Stav dle obr. 1c). V této oblasti platí (3.16), (3.17), (3.18), (3.19) a (3.20):
h > , (3.16)
l > , (3.17)
F > 0, (3.18)
> 0, (3.19)
> 0 (3.20)
Protože nyní h = l > , platí podle (3.1) Δh = l - a podle (3.3) vztah (3.21):
= - 1, 1 + = . (3.21)
Protože okamžitá délka nitě l > , je podle (3.4) také hodnota > 0. Z rovnice (3.4) a (3.21) nacházíme vzájemnou vazbu mezi a při napínání nitě dle obr. 1c) podle (3.22):
= - 1 = – 1= (1 + ) – 1. (3.22) [7]
3.2.4 Síla v niti
Při napínání stav dle obr. 1c). Pro poměrné prodloužení nitě podle (3.22) je třeba působit na nit silou F. Uvažujme, že tato síla 1) je nulová, je-li = 0, 2) je rostoucí s rostoucím poměrným prodloužením a to až do okamžiku přetrhu nitě. Platí tedy funkční přiřazení (3.23):
F = F ( , 0 = F (0). (3.23)
Ve speciálním případě, kdybychom upnuli zcela vyrovnanou nit do čelistí trhačky, tj. kdyby platilo (viz. Obr. 1a), platilo by z rovnice (3.22) = (1 + )
– 1 = . V tomto případě by tedy také platilo (3.24):
F = F ( , 0 = F (0). (3.24)
Poslední funkce je znázorněna na obr. 2 křivkou s označením „nezatkaná“.
K uvažované funkci F ( podle (3.23) existuje inverzní funkce, již označíme (3.25):
= φ (F), 0 = φ (0). (3.25)
Inverzní funkce vyjadřuje poměrné prodloužení nitě , je-li na ni působeno tahovou silou F (menší než je pevnost nitě).
Ve speciálním případě, kdybychom upnuli zcela vyrovnanou nit do čelistí trhačky, tj. kdyby platilo a by pro inverzní funkci k (3.24) platilo (3.26):
= φ (F), 0 = φ (0). (3.26)
Užijeme-li v rovnici (3.25) dle rovnice (3.22) nalezneme (3.27):
= – 1. (3.27)
Označíme-li ještě (3.28):
= λ, (λ > 0), (3.28)
nalezneme rovnici (3.29):
= λ-1. (3.29) Poslední rovnice vyjadřuje funkční závislost mezi působící silou F a poměrným prodloužením v čelistech při napínání nitě dle obr. 1c), tj. pro případ, kdy podle (3.15) > -1, čili užitím (3.29) > (λ – 1).
Speciálně pro případ, kdy síla F = 0 nalézáme z (3.25) a (3.29) = λ – 1 = λ – 1. Pokud by bylo < (λ – 1), pak pro všechna taková je odpovídající síla F = 0, jak vyplývá z rovnic popisujících počáteční stav a narovnávání nitě. Průběh závislosti (3.29), včetně části < (λ – 1) a F = 0 znázorňuje silná čárkovaná čára na obr. 2 (označená jako „hypotetická“). [7]
Obr. 2 – Síla F v niti v závislosti na poměrném prodloužení v čelistech . [7]
3.2.5 Vypáraná nit
Uvažujme, že jsme na tkanině (ve směru osnovy či útku) označili vzdálenost odpovídající zvolené upínací délce - např. černou čarou. Poté jsme z tkaniny vypárali nit, na níž zůstalo označení, a tuto nit jsme v místě značek upnuli do čelistí trhačky.
Nicméně v důsledku přetrvávající deformace vypárané nitě zůstala nit mezi čelistmi zobloučkovaná. Tak vzniklo uspořádaní znázorněné na obr. 3. [7]
Výchozí situace je analogická stavu na obr. 1a), takže bychom mohli očekávat průběh takové pracovní křivky této nitě shodný s „hypotetickou“, silně čárkovanou
křivkou na obr. 2. Nicméně tkaninou zobloučkovaná nit obvykle vyžaduje jisté takové namáhání, aby se zafixované obloučky v niti vyrovnaly. Proto křivka, kterou experimentálně nalezneme, bude mít průběh schematicky znázorněný na obr. 2 pod označením „vypáraná“. Označme tuto experimentálně stanovenou takovou pracovní křivku symbolem v rovnici (3.30): [7]
F = F´( ), 0 = F´(0). (3.30)
Inverzní funkci k experimentální funkci (3.30) označme (3.31):
= ψ (F). (3.31)
Poté, co nevelká síla odstraní obloučky na vypárané niti, měl by se (při vyšších silách F a při vhodné hodnotě λ) průběh ztotožnit s křivkou „hypotetická“, jak je znázorněno na grafu v obr. 2. [7]
...
Délka tkaniny
Délka vypárané
nitě
...
Obr. 3 – Vypáraná nit. [7]
...značky z tkaniny
Hranice síly . Jak je zřejmé ze schématu na obr. 2, uvažujme, že křivky se mohou ztotožnit pouze v oblasti sil F > . Vhodnou hraniční hodnotu je nutno určit na základě zkušenosti.
Vhodná hodnota λ. Předpokládejme, že hodnoty inverzní funkcí φ (F) a ψ (F) známe pro množinu silových hodnot , i = 1, 2,…, n, kde každé > . Z rovnic (3.30) a (3.32) můžeme vyjádřit hodnoty (3.32):
= λ – 1, = ψ ( ). (3.32)
Pro určení „nejlepší“ hodnoty λ použijeme tradiční nástroj statistické regrese.
Budeme požadovat, aby součet kvadrátů odchylek – byl minimální podle (3.33):
S = . (3.33)
Užitím (3.32) a (3.34) nalezneme (3.34):
– = – ψ ( = λ – , ( – =
= - 2 λ +
S = =
= - 2λ . (3.34) Pro minimum součtu S musí být splněna podmínka dS/dλ = 0. Derivováním předchozí rovnice tak nalezneme (3.35) a (3.36):
= 2λ
- 2
= 0
(3.35)λ =
.
(3.36)Poslední výraz určuje vhodnou hodnotu λ. [7]
3.2.6 Setkání
Určením hodnoty λ jsme vlastně nalezli podle rovnice (3.29) poměr / , kde je délkou tkaniny a je odpovídající délka nitě ve tkanině – viz. obr. 3. Setkání s je definováno tvarem (3.37):
s =
= – 1 = λ – 1.
(3.37)[7]
3.3 Řezy plošnou textilií
Při tvorbě řezů tkaniny je používána metoda „měkkých“ řezů, kdy je jako nosné medium použita směs včelího vosku a parafínu. Celý postup je možno shrnout do následujících bodů:
Odběr vzorků tkaniny
Fixace polohy vláken (dvojí impregnace tkaniny disperzním lepidlem)
Příprava k řezání (vzorek tkaniny je zalit směsí parafinu a lepidlem)
Řezání (ocelovými noži na ručním mikrotomu; tloušťka řezu je 15 – 50 µm)
Příprava preparátu
Analýza jednotlivých parametrů vnitřní struktury tkaniny (je provedena orientace preparátu a následně jsou sledovány a prostřednictvím software obrazové analýzy LUCIA G snímány vybrané charakteristické body)
Z příčných řezů tkaniny lze určit základní geometrické charakteristiky potřebné k její konstrukci, tj. rozestup osnovních a útkových přízí, relativní výšku zvlnění osnovy a útku, stlačení a zploštění osnovní či útkové příze ve vazném bodě tkaniny. Pomocí uvedených parametrů je dále možno provést např. odhad setkání a zakrytí tkaniny. Je také možno vyhodnocovat vady ve tkanině i např. materiálové složení, promísení a další parametry. [8]
Obr. 4 – Podélný řez tkaninou
3.4 Norma ISO 7211-3 (80 0803)
Tato část normy ISO 7211 určuje metodu na stanovení setkání nití v tkanině. Metoda je aplikovatelná na většinu tkaných textilií, ale je nevhodná na plošné textilie, vyrobené způsobem, který znemožňuje odstranění zvlnění nití při stavovém vyrovnávacím napětí.
Z pásku tkaniny známé délky se vyberou nitě, vyrovnávají se působením napětí, které závisí od povahy a délkové hmotnosti nitě a měří se v narovnaném stavu. Rozdíl mezi délkou narovnané nitě a vzdáleností mezi konci nitě zatkané v tkanině se vyjádří v procentech z této vzdálenosti.
Zařízení na napínání a měření nitě, horizontální nebo vertikální, vyhovující těmto požadavků:
a) k dispozici musí být dvě upínky příze, z kterých každá se uzavírá nejdříve na zadním konci a které při uzavření mají paralelní upínací povrchy,
b) musí být možné měnit vzdálenost mezi upínkami, c) musí být možnost měření vzdálenosti mezi upínkami,
d) na jednom z upínacích povrchů každé upínky musí být vyznačená mulová čára přibližně 2,5 mm od vnějšího okraje, čára musí být viditelná i při uzavření upínek,
e) musí být možnost vyvinout stanovené vyrovnávací napětí na niť prostřednictvím jedné z upínek. [12]
3.4.1 Postup zkoušky 1. Nastavení přístroje
Napínací zařízení připevněné k jedné z upínek se nastaví tak, aby se odstranilo tolik ze zvlnění nitě, kolik je možné bez nadměrného napětí. Zvolené napětí se uvede v protokole o zkoušce. Vyrovnávací napětí pro jednotlivé typy nití je uvedené v příloze této normy. [12]
2. Vložení nitě do přístroje
Pomocí oddělovací jehly se z připravené chlopně jemně vybere střed nejkrajnější nitě ze souboru 10 nití, přičemž přibližně 1 cm na každém konci se ponechá zatkaný (přivázaný s křížícími se nitěmi).
Jeden zatkaný konec nitě se vybere a podrží se tak blízko konce, jak je to jen možné, aby se zabránilo ztrátě zákrutů. Malá část toho konce se vloží do jedné upínky přístroje. Upínka se pomalu zavírá tak, aby bylo možné niť slabým napětím vytahovat, až dokud konec není na úrovni nulové čáry. Potom se upínka úplně uzavře (část nitě mezi nulovou čárou a okrajem upínky by měla být přibližně rovná).
Z tkaniny se vybere druhý konec nitě a vloží se do druhé upínky podobným způsobem. [12]
3. Délka vyrovnávací nitě
Upínky se oddělují od sebe tak, aby se postupně vyvinulo zvolené napětí. Délka vyrovnávací nitě mezi nulovými čarami upínek se změří v milimetrech.
4. Počet nití
Měření délky vyrovnávací nitě se opakuje při 10 nitích pro každou z pěti pravoúhlých chlopní.
Když se nedohodne jinak, používá se na vyrovnání nití po jejich vybrání z tkaniny napětí, uvedené v tabulce číslo 1.
Tabulka 1: Vyrovnávací napětí
Nitě Délková hmotnost tex
Vyrovnávací napětí cN
bavlněné 7 tex a jemnější hrubší jak 7 tex
(0,75 x hodnota tex) (0,2 x hodnota tex) + 4 z vlněných mykaných a
česaných vláken
od 15 tex do 60 tex od 61 tex do 300 tex
(0,2 x hodnota tex) +4 (0,07 x hodnota tex) + 12 Z nekonečných chemických
vláken netvarovaných všechny (0,5 x hodnota tex)
3.4.2 Výpočet a vyjádření výsledků
Pro každou skupinu 10 nití se vypočítá průměrná délka vyrovnávací nitě v milimetrech.
Procento setkání C [tj. rozdíl mezi průměrnou délkou vyrovnávací nitě a délkou, kterou zabere niť v tkanině (to znamená šířka chlopně), vyjádřenou v procentech z této délky]
je dané vzorcem (3.38):
C= · 100 (3.38)
kde:
L je průměrná délka 10 nití vybraných z tkaniny v milimetrech;
délka, kterou zabere niť v tkanině, to znamená šířka chlopně v milimetrech. [12]
3.5 Norma ASTM D-3883 – 99
Body jsou umístěny na příze, která leží ve tkanině. Vzdálenost mezi body je změřena.
Příze je vyjmuta z tkaniny, narovnána s použitím vhodného napětí a vzdálenost mezi body je přeměřena. Setkání příze je změna délky vyjádřené v procentech na základě vzdálenosti ve tkanině.
Měří se na zařízení:
a) vhodné zařízení pro narovnání příze při použití horizontálního nebo vertikálního napětí, mající dvě svorky, vzdálenost mezi nimi může být změněna s cílem uplatnit potřebné napětí
b) vhodné označovací zařízení, pro označení bodů na přízi vzorku.
Testujeme deset vzorků ve směru osnovy nebo deset vzorků ve směru útku nebo obojí. Pomocí označovacího zařízení, označíme dva body 250 mm (10 palců) od sebe, kolmo k přízi, testujeme a prodlužujeme o 25mm (1 palec) ve tkanině a zaznamenáme rozdíl mezi body jako vzdálenost (F), (vzdálenost ve tkanině). Připravíme řez, tak že uděláme řez alespoň 350 mm (14 palců) dlouhý, rovnoběžný a ve směru vláken, které mají být měřena, tak že prochází v blízkosti konců obou bodů. Smotáme několik přízí z tkaniny, tak že obsahují body. Jeden po druhém, když jsou připraveny k použití, zapleteme deset vzorků přízí z připraveného řezu tkaniny. Ujistíme se, že se body objeví na každé přízi. Musíme dát pozor, abychom nenarušili zákrut nebo napětí příze.
Zachovejme totožnost ve směru textilie, ve které se hodnotí, ve směru osnovy a útku.
Připevníme jeden ze vzorků do svorek napínacího zařízení. Použijeme dostatečnou sílu k odstranění zvlnění v důsledku tkaní, bez předávání napětí - jak je uvedeno s použitím jedné z následujících tří možností:
a) Ručně – narovnáme přízi rukou proti stupnici v 1 mm (1/6 palce), sledujeme a zaznamenáváme vzdálenost naměřených hodnot s přesností na 1 mm (1/6 palce) jako (Y), (vzdálenost narovnané příze).
b) Tahovým zařízením nebo zařízením na testování zvlnění
- pomocí jednoho z napínacích zařízení nebo zařízením na testování zvlnění, zaneseme napínací sílu založenou na známé velikosti příze. V případě, že tahová síla není dostačující k odstranění veškerého zvlnění, postupně zvyšujeme tahovou sílu, dokud to je možné. Použijeme stanovenou sílu na všechny příze v sadě s proporcionální platností jakýchkoli jiných vzorků v sérii nebo zkoušce.
c) Tahový testovací stroj – s použitím konstantní rychlosti natažení (CRE-typ) stroje na zkoušení, který určí sílu k odstranění zvlnění analýzou sil-natažení.
Určíme a zaokrouhlíme délku příze na nejbližších 2,5 mm (0,1 palce) po odstranění zvlnění, následovně:
a) pro upínací typy zařízení – změříme vzdálenost mezi body na narovnané přízi a zaznamenáme jako vzdálenost (Y), (vzdálenost narovnané příze),
b) pro stroje s konstantní rychlostí rozšiřování – určíme a zaznamenáme narovnanou vzdálenost (Y) mezi body přímo z grafu,
c) pro přímé čtecí zařízení zvlnění, přečteme setkání přímo z číselníku nebo stupnice.
[13]
3.5.1 Výpočet
1. Vypočítáme průměrné vzdálenosti mezi dvěma body na narovnané přízi pro všechny naměřené vzorky na nejbližší 2,5 mm (0,1 palce), pro každý směr osnovy a útku, ve znění platném.
2. Vypočítáme průměrné setkání s přesností na 0,1%, za použití rovnice pro každý směr osnovy a útku, ve znění platném (3.39):
C= 100(Y-F)/F (3.39)
Kde:
C= setkání příze v %
F= průměrná vzdálenost mezi body na přízi v textilii v mm (palce) a
Y= průměrná vzdálenost mezi body na přízi po vyjmutí z tkaniny a narovnání pod napětím, mm (palce). [13]
3.6 Teoretické modely výpočtu setkání
Z níže uvedených modelů zjistíme pouze délku nitě ve vazné vlně a úhel provázání.
Dále se dosazuje do vztahů (3.40) nebo (3.41):
S =
=
[-]
(3.40)nebo
S =
* 100 =
* 100 [%]
(3.41)Kde:
L [mm] - délka spotřebované nitě [mm] - šířka tkaniny
[9]
3.6.1 Délka nitě ve vazné vlně, úhel provázání nití ve tkanině Obecné vyjádření délky nitě ve vazné vlně
Obecné vyjádření délky nitě v intervalu (0,T) je ve tvaru (3.42) a (3.43):
dL = = dx , (3.42)
L = , (3.43)
Kde:
T [mm] – šířka střídy vazby,
– vyjádření první derivace. [10]
Obecné vyjádření úhlu provázání
Základním parametrem ovlivňujícím sklon nitě vzhledem k ose tkaniny je zvlnění.
Z tkaniny obecně vynikají vazné body jedné nebo druhé soustavy nití, podle použitého přírazného systému, podle tahové síly v osnově a v útku, podle dostavy, materiálu atd.
Velikost úhlu provázání je jedním z hlavních parametrů ovlivňujících jak silové, tak i deformační poměry nití ve tkanině. [10]
3.6.1.1 Využití Peirceova modelu pro vyjádření délky nitě ve vazné vlně a úhlu provázání
Z prostorových geometrií jde o nejznámější a nejvíce používaný model pro vyjádření provázání nití ve tkanině. [10] Model Peirce [11] je přijatelný z geometrického hlediska v převážné většině zkoumaných tkanin, avšak – když bereme do úvahy vzájemnou provázanost geometrie a mechaniky – je nevyhovující (při popisu struktury tkanin s vyššími dostavami je daný model také nevyhovující). [10]
Pro stanovení základních matematických rovnic vychází z následujících předpokladů:
- průměr nitě v řezu ve tkanině je kruhový – neuvažuje v daném modelu zploštění ani jedné soustavy nití ve tkanině,
- vazná vlna osnovy, resp. útku je nahrazena obloukem kružnice a přímkou (při těsném provázání je přímková – flotážní část rovna nule, vazná vlna v místě křížení v daném případě je čtvrt oblouku kružnice),
- vazná vlna je v jednoduchém provázání – plátně. V případě neplátnových a vyšších odvozených vazeb je úsek neprovazujících nití ve tkanině nahrazen konstantním úsekem ve velikosti flotáže. [10]
Piercův model bývá obvykle popsán parametricky – pro plátnovou vazbu těmito parametry:
- průměry jednotlivých nití v řezu , - šířka řezu – velikost roztečí A, B,
- výška zvlnění h, ,
- úhel zvlnění a délka nitě jednotlivých soustav. [10]
Pro řadu účelů při provádění analýzy chování tkaniny je však vhodné popsat model provázání v analytické formě, tj. jako rovnici vlny provázání v pravoúhlých souřadnicích. Tak dostaneme například pro model Peirce v plátně soubor vztahů platných po úsecích, viz obr. 5. [10]
Obr. 5 – Peirceův model provázání [10]
Pro parametr těchto rovnic – délku nitě ve vazné vlně platí z geometrie provázání (uvedeno bez odvození), (3.44) a (3.45):
= A (3.44)
= B (3.45)
3.6.1.2 Využití hyperbolického modelu pro vyjádření délky nitě ve vazné vlně a úhlu provázání
Hyperbolický popis provázání je určen, stejně jako Peircův model pro vyjádření jednoho zakřivení osnovy s útkem v plátnovém provázání. [10]
Obr. 6 – Hyperbolický model provázání nití ve tkanině [11]
Obecná rovnice hyperboly je ve tvaru:
- pro počátek „0“ v průsečíku asyptot (3.46):
- = 1, (3.46)
- pro počátek ve vrcholu „V“ ohybové čáry (3.47):
- = 1 => y = b . (3.47)
Pro matematické vyjádření provázání nití ve tkanině a vyjádření základních geometrických výstupních parametrů (úhlů provázání a délky nitě v provázání) u výše uvedeného modelu je nutné stanovit velikost hlavní a vedlejší poloosy hyperboly – a a b. Výpočet velikosti parametrů a a b lze provést v případě, že jsou známy níže uvedené základní parametry tkaniny: [10]
- rozestup osnovních resp. útkových nití v provázání – B, resp. A
(výše uvedená rovnice hyperboly je definována na intervalu y ϵ (0, A) nebo (-A/2, +A/2) – interval je dán počátkem vazné vlny – její analytické pokračování do dalšího zakřížení nití v intervalu y ϵ (A, 2A) ubíhá do vysokých hodnot. V tomto intervalu je nutné nadefinovat novou hyperbolu pro vyjádření zakřížení nití. Každé zakřížení má svůj definiční obor, mimo něj hyperbolický popis neodpovídá tvaru provázání nití ve tkanině) [11]
- výška vazné vlny osnovních nití , resp. výšku vazné vlny útkových nití , - úhel provázání ohybové čáry osnovní, resp. útkové nitě – φ, resp. Ψ,
- nebo poloměr křivosti ve vrcholu provázání pro jednotlivé soustavy nití – ϱ, pro které platí (uvedeno bez odvození) = [9]
Pro vyjádření délky nitě v místě křížení nití ve vazné vlně plynou vztahy (3.48) a (3.49):
=
dx, (3.48)
=
dx, (3.49)
3.6.1.3 Využití matematického modelu popisujícího provázání na základě Fourierových řad pro vyjádření délky nitě ve vazné vlně a úhlu provázání
Obecně – průběh vazné niti ve tkanině lze považovat za zobrazení jistého fiktivního náhodného procesu se základní periodou opakování rovnou střídou vazby a celým spektrem dalších period (vlnových délek) [10]. Tvar a počet opakujících se úseků ve vazné vlně je dán počtem osnovních a útkových nití ve střídě vazby, které se pravidelně pak opakují v celé šíři tkaniny, viz obr. 7. Protože tvar vazné vlny je blízký harmonickému průběhu, nabízí se možnost popisu vazné vlny Fourierovou řadou harmonických funkcí s určitým spektrem amplitud a posuvů jednotlivých harmonických složek. Toto spektrum je dáno vazbou tkaniny a reálným tvarem přechodových křivek.
[10]
Obr. 7 – Zobecněné provázání nití ve tkanině včetně přechodových úseků [10]
Z rovnice (3.40) plyne pro vyjádření délky osnovní (0; S- hloubka vazné vlny ve střídě vazby ve směru osnovy) resp. útkové nitě (0; T-šířka vazné vlny ve směru vazby ve směru útku) v provázání s využitím Fourierových řad podle vztahů (3.50) a (3.51): [9]
=
dx, (3.50)
=
dx, (3.51)
V případě vyjádření délky nitě ve vazné pomocí Fourierových řad je patrné, že délka nitě je ovlivněna počtem harmonických složek použitých při aproximaci. Počet harmonických složek závisí na míře deformace dané vazné vlny ve tkanině, ale také na velikosti flotáže použité v dané vazbě. [10]
Obr. 8 – Vliv počtu harmonických složek na výsledný tvar vazné vlny [10]
PRAKTICKÁ ČÁST
Praktická část práce spočívá v proměřování setkání přízí třemi výše uvedenými metodami a v porovnávání naměřených výsledků. Cílem této práce je dokázat, že metoda stanovení setkání pomocí dynamometru je dalším vhodným a přesným způsobem stanovení setkání příze ve tkanině. Další cíl této práce je dokázat, jaký vliv má dostava na setkání příze ve tkanině. Jak už bylo zmíněno výše, měření probíhalo na dvou sadách tkanin, konkrétně na osmi vzorcích. Metody a přístroje byly vybrány s ohledem na cíl práce. Měření probíhalo v laboratořích Technické univerzity za standardních klimatických podmínek. Výsledky budou mezi sebou porovnány a uvedeny v přehledných grafech a tabulkách.
4 Materiál použitý v experimentu
V tomto experimentu bylo použito osm vzorků tkanin od dodavatele Hedva a. s.
Všechny vzorky byly režné v plátnové vazbě a o stejné jemnosti. Jemnost osnovních nití byla 7,8 tex a útkových 16,5 tex. Z toho vyplývá, že vliv vazby ani jemnosti na setkání příze ve tkanině, nebude v této práci zkoumán. Dalším společným parametrem byl materiál, u osnovy dtex f36x1 t0 PESh a u útku dtex f48 Z 160 PESh.
Pro přehlednější orientaci budou vzorky a jejich parametry zobrazeny v tabulce číslo 2.
Tabulka 2: Parametry tkaniny Číslo
vzorku
Dostava osnova [počet nití/100mm]
Dostava útek [počet nití/100mm]
1 42 21
2 42 25
3 42 29
4 49 18
5 49 20
6 49 22
7 49 24
8 49 26
5 Metody stanovení setkání příze použité v experimentu
Jak již bylo zmíněno, v této práci se zaměříme na tři metody stanovení setkání příze ve tkanině. Byla použita standardní metoda upravená normou ČSN 1049-2 (800814) (mod ISO 7211 – 2:1984) a to metoda pomocí vypárání nití a následného proměřování délek nití. Další metoda stěžejní pro tuto práci byla metoda stanovení setkání pomocí dynamometru. Poslední metodou použitou v této práci bylo proměřování řezů tkaniny (obrazová analýza).
5.1 Palcová metoda
Jednou z použitých metod byla metoda vypárání nití (v této práci používáno označení
„palcová metoda“) a následné proměřování délky nitě podle normy ČSN 1049-2 (800814) (mod ISO 7211 – 2:1984). U této metody se využívá pouze zručnosti laboranta a několika málo laboratorních pomůcek, jako je pravítko, jehlička a nůžky.
Naměřené výsledky jsou uvedeny v tabulce 3, kde je uvedené celkové setkání po osnově a po útku v procentech. Hodnoty setkání se z pravidla zaokrouhlují na jedno desetinné místo, ale protože hodnoty setkání útku jsou v některých případech velmi malé, je v této práci zaokrouhlováno na dvě desetinná místa. V příloze č. 1 jsou uvedeny statistické ukazatele jako rozptyl, směrodatná odchylka, variační koeficient a 95% interval spolehlivosti.
Tabulka 3: Výsledky měření palcovou metodou
Číslo vzorku
Dostava útku [n/1cm]
Setkání osnova
[%]
Setkání útek
[%]
Dostava osnovy 42
[n/1cm]
1 21 4,75 0,4
2 25 6,7 0,75
3 29 9,75 1,2
Dostava osnovy 49
[n/1cm]
4 18 4,6 0
5 20 6,1 0,1
6 22 5,4 0,5
7 24 7,6 1,4
8 26 7,6 1,9
5.1.1 Zhodnocení výsledků
Z tabulky číslo 3 je vidět, že s rostoucí dostavou útku roste setkání osnovy i útku. Toto tvrzení platí, jak pro první sadu tkanin s dostavou osnovy 42 nití/10 mm, tak pro druhou sadu tkanin s dostavou osnovy 49 nití/10 mm. Výsledky této metody potvrzují teoretický předpoklad, že s rostoucí dostavou útku, roste setkání osnovy. V teoretický předpoklad o tom že s rostoucí dostavou osnovy roste setkání útku nemůžeme potvrdit, protože máme k dispozici jen dvě sady tkanin s různou dostavou osnovy.
5.2 Metoda stanovení setkání pomocí dynamometru
Měření probíhalo na přístroji INSTRON 4411, který bude představen níže, v laboratorních podmínkách laboratoří TU Liberec. K výpočtům průměrných tahových křivek byl použit program v prostředí MATLAB, který bude stručně popsán níže.
Výsledky této metody označovány v grafech a tabulkách jako metoda Instron.
5.2.1 INSTRON 4411
Přístroj je určen k zjišťování mechanických vlastností délkových a plošných textilií. Lze realizovat jednoosé namáhání tlakem, tahem a ohybem. [14]
Obr. 9 – INSTRON 4411 [14]
5.2.1.1 Parametry měření na přístroji INSTRON 4411 Při experimentu byly použity následující parametry:
Upínací délka: 500 mm
Rychlost příčníku: 105mm/min 5.2.2 Program MATLAB
MATLAB je integrované prostředí pro vědeckotechnické výpočty modelování, návrhy algoritmů, simulace, analýzu a prezentaci dat, paralelní výpočty, měření a zpracování signálů, návrhy řídicích a komunikačních systémů. MATLAB je nástroj jak pro pohodlnou interaktivní práci, tak pro vývoj širokého spektra aplikací. [15]
5.2.3 Postup výpočtu
Praktický postup řešení u této metody je následující:
1) Experimentálně určíme tahovou pracovní křivku „volné“, tj. nezatkané, „rovné“
nitě (odvinuté z křížové cívky). Vyjádříme ji ve formě síly F jako funkce poměrného prodloužení = - rovnice (3.23) resp. (3.24).
2) Experimentálně určíme tahovou pracovní křivku vypárané nitě (po osnově i po útku); upínáme ji v místech značek vytvořených na tkanině. Křivku vyjádříme ve formě F jako funkce poměrného prodloužení - rovnice (3.30).
3) Stanovíme hraniční hodnoty síly ; hodnota se určí podle zkušenosti.
4) Z tahových pracovních křivek podle bodu 1) a 2) vypočteme inverzní křivky, tj.
funkci φ(F) – rovnice (3.25) resp. (3.26), a funkci ψ(F) – rovnice (3.31).
Prakticky ovšem určujeme z tahových pracovních křivek pouze hodnoty inverzních funkcí pro nějakou vhodnou množinu silových hodnot , i = 1, 2,..., n; určujeme tedy hodnoty φ ( ) a ψ( ), a to v obou případech.
5) Z rovnice (3.36) vypočteme nejvhodnější hodnotu veličiny λ.
6) Z rovnice (3.37) vypočteme setkání s. [7]
Podle bodu 3 byla stanovena hraniční hodnota síly , která byla určena v intervalu od 0,1 – 0,2 N/tex pro všech osm vzorků. Níže je pro představu uveden graf inverzních tahových křivek, ze kterých se hraniční hodnoty stanovili. Všechny grafy jsou uvedeny v příloze číslo 2.
Graf č. 1 – Tahové křivky pro vzorek Do42/Dú21
Déle se postupovalo podle výše uvedených kroků, kde byla vypočtena nejvhodnější hodnota veličiny λ podle vztahu (3.36). V dalším kroku bylo vypočítáno samotné setkání s podle vztahu (3.37). Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce číslo 4.
Tabulka 4: Výsledky měření metodou pomocí dynamometru
Číslo vzorku
Dostava útku [n/1cm]
Setkání osnova
[%]
Setkání útek
[%]
Dostava osnovy
42 [n/1cm]
1 21 3,07 0,54
2 25 3,71 0,49
3 29 6,35 0,72
Dostava osnovy
49 [n/1cm]
4 18 2,21 0,13
5 20 2,59 0,10
6 22 3,21 0,49
7 24 4,03 0,55
8 26 5,24 0,43
5.2.4 Zhodnocení výsledků
Výsledky u této metody mají podobný trend jako výsledky palcové metody, což bude také vidět z grafů číslo 2 a 3. Stále platí tvrzení, že s rostoucí dostavou útku roste setkání osnovy u obou sad tkanin. Opět nám tyto výsledky potvrzují teoretický předpoklad o rostoucím setkání osnovy s rostoucí dostavou útku. Teoretický předpoklad
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
-8,88E-16 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
Pr odlo už ení [- ]
Specifické napětí [N/tex]
Do 42, Dú 21
útek vypáraná osnova vypáraná osnova cívka útek cívka
o rostoucím setkání útku s rostoucí dostavou osnovy opět nemáme možnost potvrdit.
Hodnoty lambdy a samotného setkání pro jednotlivé vzorky tkanin budou uvedeny v příloze číslo 3.
5.3 Stanovení setkání z řezů tkanin
Další metodou použitou ke stanovení setkání příze ve tkanině je tvorba příčných a podélných řezů tkaniny. Tato metoda je upravena interní normou 46-108-01/01 TU Liberec. Další normou související s proměřováním řezů tkaniny je IN 23-08-01/01 TU Liberec.
Protože podstatou této bakalářské práce není zkoumání této metody a tato metoda je velice časově a manuálně náročná, byly některé hodnoty potřebné pro výpočet setkání příze ve tkanině převzaty.
K dispozici byly pouze výsledky pro první sadu tkanin s dostavou osnovy 42 nití/10 mm. Hodnoty setkání budou uvedeny v tabulce číslo 5. Jednotlivé konkrétní výsledky měření touto metodou, jako je průměr, rozptyl, směrodatná odchylka, variační koeficient a 95% interval spolehlivosti, jsou uvedeny v příloze č. 4.
Tabulka 5: Výsledky měření metody řezů tkaninou
Číslo vzorku
Dostava útku [n/1cm]
Setkání osnova
[%]
Setkání útek
[%]
Dostava osnovy 42
[n/1cm]
1 21 5,72 0,93
2 25 7,88 1,23
3 29 8,65 1,17
5.3.1 Zhodnocení výsledků
Vzhledem k tomu, že máme výsledky pouze z jedné sady tkanin, nemůžeme zhodnotit vliv dostavy osnovy stejně jako výše u jiných metod, ale můžeme zhodnotit vliv dostavy útku. Stejně jako v předchozích případech zde platí teorie o tom, že s rostoucí dostavou útku, roste setkání osnovy i útku. Opět je tento trend zřejmý z grafů číslo 2 a 3.
5.3.2 Příčné a podélné řezy tkaninou
Snímky z obrazové analýzy zřetelně znázorňují provázání osnovních nití (podélný řez) a útkových nití (příčný řez) ve tkanině. Do jisté míry nám potvrdí naši teorii o vlivu dostavy. Reprezentativní snímky pro každou dostavu útku jsou uvedeny níže.
U obrázků podélných řezů je vidět značné provázání osnovní nitě. Naopak na obrázcích příčných řezů je vidět, jak je útek napnutý. To také dokazují výsledky, kde je setkání příze ve tkanině ve směru útku v některých případech i nulové.
Obr. 10 Podélný řez tkaninou do42/du21, číslo vzorku 1
Obr. 11 – Příčné řezy tkaninou do42/du21, číslo vzorku 1
Obr. 12 – Podélný řez tkaninou do42/du25, číslo vzorku 2
Obr. 13 – Příčný řez tkaninou do42/du25, číslo vzorku 2
Obr. 14 – Podélný řez tkaninou do42/du29, číslo vzorku 3
Obr. 15 – Příčný řez tkaninou do42/du29
6 Porovnání výsledků setkání
Jedním z cílů této práce bylo zhodnocení metody stanovení setkání příze pomocí dynamometru, aby bylo možno tuto metodu označovat jako standardní podobně jako
výše zmíněné a v této práci použité dvě metody. Pro to je nutné také tyto tři metody mezi sebou porovnat.
Výsledky jednotlivých metod jsou nejprve uvedeny všechny v jedné tabulce číslo 6. Následně pro lepší orientaci jsou výsledky vyobrazeny v grafu číslo 2 pro setkání osnovy a v grafu číslo 3 pro setkání útku.
Tabulka 6: Porovnání výsledků setkání
Palcová Instron Řezy Palcová Instron Řezy Dostava
útku [n/1cm]
Setkání osnova
[%]
Setkání osnova
[%]
Setkání osnova
[%]
Setkání útek
[%]
Setkání útek
[%]
Setkání útek
[%]
Dostava osnovy
42 [n/1cm]
21 4,75 3,07 5,72 0,4 0,54 0,93
25 6,7 3,71 7,88 0,75 0,49 1,23
29 9,75 6,35 8,65 1,2 0,72 1,17
Dostava osnovy
49 [n/1cm]
18 4,6 2,21 - 0 0,13 -
20 6,1 2,59 - 0,1 0,1 -
22 5,4 3,21 - 0,5 0,49 -
24 7,6 4,03 - 1,4 0,55 -
26 7,6 5,24 - 1,9 0,43 -
Tato tabulka potvrzuje naši teorii o tom, že s rostoucí dostavou útku, roste setkání osnovy. Vliv dostavy osnovy na setkání útku zde nemůžeme potvrdit, protože máme pouze dvě sady tkanin s různou dostavou osnov. Je zde také vidět, že jednotlivé metody se od sebe částečně liší. Tato tvrzení nám potvrzují i níže uvedené grafy a korelační koeficienty. Obrázky uvedené v kapitole 5.3.2 znázorňují provázání nití u materiálu použitého v této práci a dokazují naše tvrzení.
Jak již bylo zmíněno, metody se od sebe liší. Rozdíly však nejsou tak velké.
Rozdíly v setkání ve směru osnovy se liší v jednotkách procent v rozmezí tří procent.
Rozdíly v setkání ve směru útku jsou ještě menší. Zde není rozdíl ani dvě procenta.
Rozdíly narůstají diametrálně s rostoucí dostavou útku. Možné důvody rozdílných hodnot naměřeného setkání budou uvedeny níže.
Graf č. 2 – Porovnání setkání osnovy u jednotlivých metod
Graf č. 3 – Porovnání setkání útku u jednotlivých metod
V grafu číslo 2 je vyobrazeno setkání osnovních přízí a v grafu číslo 3 je vyobrazeno setkání útkových přízí. Metody vyobrazené v obou grafech jsou pomocí dynamometru (modrá), palcovou metodou (červená) a řezů tkaninou (zelená). Na ose x jsou uvedeny vzorky viz. tabulka číslo 2. Na ose y je setkání v procentech.
3,07 3,71 6,35
2,21 2,59 3,21 4,03
5,24 4,75
6,7
9,75
4,6 6,1
5,4
7,6 7,6
5,72 7,88
8,65
0 2 4 6 8 10 12
1 2 3 4 5 6 7 8
Setkán í os novy [% ]
Vzorky
Porovnání výsledků setkání osnovy u jednotlivých metod
Instron Palcová
Obrazová analýza
0,54 0,49
0,72
0,13 0,1
0,49 0,55
0,43 0,4
0,75 1,2
0 0,1
0,5 1,4
1,9
0,93 1,23
1,17
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
1 2 3 4 5 6 7 8
Setkán í ú tku [% ]
Vzorky
Porovnání výsledků setkání útku u jednotlivých metod
Instron Palcová
Obrazová analýza
Z grafu číslo 2 je zřetelně vidět trend rostoucího setkání osnovy s rostoucí dostavou útku, což potvrzuje náš teoretický předpoklad. Z grafu číslo 3 je též vidět trend rostoucího setkání útku s rostoucí dostavou útku.
Rozdíl mezi naměřenými výsadky je nejspíše dán rozdílnou metodikou měření. U jednotlivých metod se liší délka, na které je setkání proměřováno. Dále můžou být výsledky ovlivněny subjektivní chybou.
Graf č. 4 – Závislost dostavy útku na setkání osnovy
Na grafu číslo 4 je vyobrazena závislost dostavy útku na setkání osnovy. Tento graf dokazuje teoretický předpoklad o tom, že s rostoucí dostavou útku roste setkání osnovy. Tento předpoklad je splněn u všech tří metod.
Graf č. 5 - Závislost dostavy útku na setkání útku
0 2 4 6 8 10 12
0 5 10 15 20 25 30 35
Setkání osnovy [%]
Dostava útku [nití/1cm]
Závislost dostavy útku na setkání osnovy
Palcová Instron
Obrazová analýza
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
0 5 10 15 20 25 30 35
Setkání útku [%]
Dostava útku [nití/1cm]
Závislost dostavy útku na setkání útku
Palcová Instron
Obrazová analýza
V grafu číslo 5 je vyobrazena závislost mezi dostavou útku na setkání útku. Graf číslo 3 a tabulka číslo 5 nám naznačují, že s rostoucí dostavou útku rostlo i setkání osnovy. Tímto grafem jsme se to snažili dokázat. Z grafu je vidět, že zde jistá závislost je, ale už není tak výrazná jako u vlivu dostavy útku na setkání osnovy.
Pokud si dobře všimneme, je z tabulky číslo 6 vidět, že setkání osnovy je vyšší než setkání ve směru útku. Je to dáno provázáním nití ve tkanině a technologií tkaní, kde útek je při výrobě v napnutém stavu a osnova provazuje. Ostatně tento jev je vidět na obrázcích z řezů tkaninou.
6.1 Porovnání metod
Pokud chceme metodu stanovení setkání příze pomocí dynamometru zavést jako standardní metodu, musíme zjistit také vztah jednotlivých metod. Jsou mezi sebou navzájem porovnány jednotlivě vždy dvě metody.
6.1.1 Vztah mezi metodou palcovou a metodou stanovení setkání pomocí dynamometru
V prvním případě porovnáváme závislost těchto dvou metod. Jak již bylo zmíněno výše, palcová metoda je zatížena velkou subjektivní chybou. Dalším faktorem ovlivňujícím výsledek naměřeného setkání je proměřovaná délka nití, která je u palcové metody 10 mm. U sady tkanin s dostavou osnovy 42nití/10 mm musela být použita délka tkaniny 20 mm, aby bylo naměřeno vůbec nějaké setkání ve směru útku. Korelační koeficient setkání mezi těmito metodami ve směru osnovy je 0,922 a ve směru útku 0,599. Z grafu číslo 6 a z korelačních koeficientů lze říci, že závislost mezi těmito metodami tu je a je značná.
Graf č. 6 – Vztah mezi metodou palcovou a metodou stanovení setkání pomocí dynamometru
6.1.2 Vztah mezi metodou palcovou a metodou stanovení setkání z řezů tkanin Graf číslo 7 znázorňuje závislost palcové metody na metodě řezů tkanin. V tomto případě je korelační koeficient setkání osnovy 0,924 a útku 0,707. Podle grafu a korelačních koeficientů, by se dalo říci, že je mezi metodami značná závislost. Jak již bylo zmíněno, u metody řezů tkanin byly k dispozici jen tři vzorky. To je příliš málo na to, aby byla měla data vypovídací hodnotu.
Graf č. 7 - Vztah mezi palcovou metodou a metodou stanovení setkání z řezů tkanin
0 2 4 6 8 10 12
0 2 4 6 8
Setkání [%] - Palcová
Setkání [%] - Instron
Vztah mezi metodou palcovou a metodou stanovení setkání pomocí dynamometru
setkání osnova
setkání útek
Lineární (setkání osnova)
Lineární (setkání útek)
0 2 4 6 8 10 12
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00
Setkání [%] - Palcová
Setkání [%] - Obrazová analýza
Vztah mezi palcovou metodou a metodou stenovení setkání z řezů tkanin
setkání osnova
setkání útek
Lineární (setkání osnova)
Lineární (setkání útek)
6.1.3 Závislost metody stanovení setkání pomocí dynamometru na metodě řezů tkanin
Graf číslo 8 znázorňuje závislost mezi metodou stanovení setkání pomocí dynamometru na metodě řezů tkanin. Korelační koeficient u setkání osnovy je v tomto případě 0,822 a u setkání útku 0,125. V tomto případě je závěr stejný jako v případě závislosti palcové metody na metodě řezů tkanin.
Graf č. 8 – Vztah mezi metodou stanovení setkání pomocí dynamometru a metodou stanovení setkání z řezů tkanin
0 1 2 3 4 5 6 7
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00
Setkání [%] - Instron
Setkání [%] - Obrazová analýza
Vztah mezi metodou stanovení setkání pomocí dynamometru a metodou stanovení
setkání z řezů tkanin
setkání osnova
setkání útek
Lineární (setkání osnova)
Lineární (setkání útek)
