VLIV STUPNĚ TECHNOLOGICKÉHO PROCESU NA VYBRANÉ VLASTNOSTI PŘÍZÍ

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ

KATEDRA TEXTILNÍCH TEXTILIÍ

Studijní program: B3107 Textil

Studijní obor: Mechanická textilní technologie

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

VLIV STUPNĚ TECHNOLOGICKÉHO PROCESU NA VYBRANÉ VLASTNOSTI PŘÍZÍ

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PROCESS DEGREE ON SELECTED PROPERTIES OF YARN.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Gabriela Krupincová

Konzultant bakalářské práce: prof. Ing. Bohuslav Neckář, DrSc.

Autor bakalářské práce: Lenka Vojtíšková

Počet stran: 50/91 Počet obrázků: 12/82 Počet tabulek: 1/5 Počet příloh: 7

2

3

P r o h l á š e n í

Byla jsem seznámena s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé bakalářské práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li bakalářskou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědoma povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Bakalářskou práci jsem vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.

V Liberci, dne . . . Podpis

4

Poděkování

Ráda bych tímto poděkovala vedoucí své bakalářské práce Ing. Gabriele Krupincové za odborné vedení, odbornou pomoc, konzultace, rady a připomínky při zpracování této bakalářské práce. Stejně tak bych chtěla poděkovat svému konzultantovi prof. Ing. Bohuslavu Neckářovi, DrSc. za cenné rady. Dále bych chtěla poděkovat laborantkám z KTT. Děkuji svému příteli za trpělivost a cenné rady.

Nakonec bych také ráda poděkovala své rodině za morální a finanční podporu.

5

ABSTRAKT

Tato bakalářská práce zkoumá vliv stupně technologického procesu na vybrané vlastnosti přízí. Cílem práce bylo posoudit kvalitu příze v režném stavu a po operaci šlichtování. V teoretické části práce jsou definovány základní vlastnosti přízí, které se obvykle pro posouzení kvality příze používají. Dále jsou zmapovány a popsány vybrané metodiky jejich měření. V experimentální části jsou uvedeny výsledky hodnocení dílčích vlastností vybraného souboru přízí ze 100% bavlny, diskutován je vliv technologické operace šlichtování na vybrané vlastnosti těchto přízí a v závěru jsou shrnuty dosažené výsledky.

KLÍČOVÁ SLOVA: kvalita přízí, způsoby šlichtování, základní a mechanicko-fyzikální vlastnosti přízí.

6

ABSTRACT

This bachelor thesis is based upon the investigation on the influence of the technological process step, on selected properties of the yarn. The aim of this bachelor thesis was to understand the quality of the yarn in the grey and sized condition.

The theoretical part is about defining the basic properties of yarns, which are usually used. Further, these are mapped and described with their chosen method of measurement. In the experimental part, the results are shown from the sub sample properties of yarns from 100% cotton, and then discuss the influence of technological operations sizing on selected properties of these yarns and then a summary to close with the achieved results.

KEY WORDS: quality of the yarn, method of sizing, basic mechanical-physical proprieties of yarn.

7

Seznam použitých symbolů

2DØ průměr příze z Uster Tester 4 [mm]

a_m Phrixův zákrutový koeficient [ktex^2/3 m^-1] A_p deformační práce do přetržení [J]

CV kvadratická hmotná nestejnoměrnost [%]

Cvef efektivní skutečně naměřená kvadratická hmotná nestejnoměrnost [%]

CVHb variační koeficient chlupatosti mezi cívkami [-]

Cvlim limitní kvadratická hmotná nestejnoměrnost [%]

CVm hmotná nestejnoměrnost [%]

CVmb variační koeficient hmotné nestejnoměrnosti mezi cívkami [%]

D průměr příze [mm]

Ds substanční průměr příze (homogenního válce) [mm]

E Yangův modul pružnosti [N tex^-1]

Eu Uživatelský modul (2 -5mm)

F absolutní síla [N]

H chlupatost příze [-]

H_n hmotnost příze neošlichtované [g]

H_o hmotnost příze ošlichtované [g]

I index nestejnoměrnosti [-]

L0 délka vzorku příze mezi upínacími čelistmi v okamžiku upnutí [mm]

l_m dodávka materiálu ke krutnému orgánu [m min^-1]

l_p délka úseku příze [km]

L_p délka vzorku příze v okamžiku přetržení [mm]

m_p hmotnost úseku příze [g]

n průměrný počet vláken v průřezu vlákenného útvaru [-]

nk otáčky krutného orgánu [min^-1] P pevnost (síla do přetrhu) [N]

Pp množství polepu šlichty [%]

R poměrná pevnost v tahu [N tex^-1]

S substanční průřez (součet všech ploch vláken v průřezu příze) [mm²] sH směrodatná odchylka chlupatosti [-]

Sp plocha průřezu příze [mm]

8

T jemnost příze [tex]

U lineární hmotná nestejnoměrnost [%]

U_ef efektivní skutečně naměřená lineární hmotná nestejnoměrnost [%]

U_lim limitní lineární hmotná nestejnoměrnost [%]

v_d variační koeficient průměru vláken [%]

vp variační koeficient průřezu vláken [%]

Z zákrut příze [m^-1]

Zs strojový zákrut příze [m^-1]

α Köchlinův zákrutový koeficient [ktex^1/2 m^-1]

β^D úhel stoupání povrchového vlákna v přízi ve směru šroubovice [rad]

∆L absolutní deformace [mm]

ε deformace [-]

ε^p tažnost (poměrné prodloužení při přetrhu) [%]

κ intenzita zákrutu [-]

µ zaplnění příze [-]

π Ludolfovo číslo (pí)

ρ hustota příze [kg m^-3] (Density dle Uster Tester 4) ρ^v hustota vláken [kg m^-3]

σ napětí [Pa]

9

Seznam použitých zkratek

CO bavlna

CTT Constant Tension Transport DTT Yarn Friction Tester

IS interval spolehlivosti LGT Lint Generation Tester

OASYS Optical Assessment Systems through Yarn Simulation OE open end (rotorová příze)

OM Optical Measure

PP polypropylen

QQM Quick Quality Measurement WPU mokrý přívažek šlichty [%]

YAHT Spun Yarn and Hairiness Tester

YAS Yarn Analysis System

YAT Yarn Abrasion Tester

10

Obsah

Seznam použitých symbolů ...7

Seznam použitých zkratek ...9

1. Úvod... 11

2. Teoretická část ... 12

2.1. Šlichtování ... 12

2.1.1. Šlichtovací prostředky ... 13

2.1.2. Šlichtovací stroje ... 13

2.2. Základní vlastnosti přízí a metodiky jejich měření ... 15

2.2.1. Jemnost přízí ... 15

2.2.2. Zákruty přízí... 16

2.2.3. Průměr přízí ... 20

2.2.4. Hmotná nestejnoměrnost přízí ... 23

2.2.5. Chlupatost přízí ... 26

2.2.6. Mechanicko-fyzikální vlastnosti přízí ... 28

2.2.7. Oděru-vzdornost přízí ... 31

3. Experimentální část ... 33

3.1. Materiál ... 33

3.2. Hodnocení vybraných vlastností přízí ... 34

3.3. Diskuze ... 39

4. Závěr ... 44

5. Použitá literatura ... 45

Seznam obrázků ... 47

Seznam tabulek ... 50

Seznam příloh ... 50

11

1. Úvod

V technologii tkaní je dnes velice důležitá jakost použitých přízí a kvalita jejich šlichtování. Kvalitu příze určuje použitý vlákenný materiál, technologie výroby a způsob soukání. Při neustálém vyvíjení výkonnějších tkacích strojů se musí zvyšovat také kvalita použitého materiálu. Je proto nutné s velkou pečlivostí vybírat vhodný materiál a strojové zařízení. Aby byl materiál schopen vydržet proces tkaní, musí se řádně připravit. Operace šlichtování osnovy je dnes důležitější než dříve. Klade se důraz na volbu šlichtovacích prostředků v závislosti na materiálu přízí a také na účinnost šlichtování (zvýšení pevnosti, poměrné pevnosti, pevnosti v oděru a naopak snížení tažnosti a chlupatosti přízí). Špatně ošlichtované příze mohou negativně ovlivnit poruchovost tkalcovského stavu. V současné době je nutné dodržovat přísné standardy šlichtování vycházející ze zákonných norem, bezpečnostních vět a předpisů vztahujících se k ochraně životního prostředí.

Cílem této práce je charakterizovat možnosti šlichtování a způsoby hodnocení kvality tohoto technologického procesu. Následně se zaměřit na hodnocení vybraných vlastností u daného souboru vzorků režných i šlichtovaných přízí. Získané výsledky zpracovat a provést srovnání kvality přízí z hlediska světové produkce a s ohledem na stupeň technologického procesu. V teoretické části bakalářské práce je charakterizováno šlichtování z hlediska šlichtovacích prostředků a druhů šlichtovacích strojů. Dále jsou popisovány vybrané vlastnosti přízí, které se obvykle používají pro posouzení kvality přízí a jsou popsány metodiky jejich měření. V experimentální části jsou blíže specifikovány vzorky přízí ze 100% bavlny. Vybrané vlastnosti u režných i šlichtovaných přízí jsou hodnoceny a jejich výsledky jsou diskutovány.

12

2. Teoretická část

V dnešní uspěchané době, kdy se klade důraz na kvalitu a kvantitu je zapotřebí držet krok s moderními technologiemi zpracovávání materiálu. Modernizace tkalcoven nezůstává pozadu. Tkací stavy se vyvíjí a zvyšují svoji rychlost (produktivitu).

Z důvodů vysokých nároků na tkaninu jsou kladeny i vysoké nároky na kvalitu příze.

Aby příze byla schopná vydržet namáhání při tkaní a rychlosti tkacího stroje, musí se patřičně upravit. Hlavní úpravou příze je šlichtování. Co to vlastně šlichtování je a za jakým účelem bývá provedeno bude rozebráno v další kapitole.

2.1. Šlichtování

Účelem šlichtování je nanést šlichtu na osnovní nitě a připravit příze pro proces tkaní. Jedná se o nanášení lepivého a ochranného filmu za účelem zlepšení odolnosti v oděru, mechanicko-fyzikálních vlastností, stejnoměrnosti ve smyslu povrchové hladkosti a snížení chlupatosti. Šlichta se uchycuje na povrchu příze a musí vytvořit hladký a rovnoměrný povlak. Stejně tak proniká do jádra příze a zpevňuje ji.

Takto upravená příze by měla získat dočasně jinou strukturu, mění se i mechanicko-fyzikální vlastnosti a odolnost v oděru. Tyto vlastnosti by se však měli zlepšovat, ne zhoršovat (tzn.: zvýšení pevnosti, lepší odolnost v oděru, hladkost, snížená chlupatost, zafixovaná tažnost, snížení součinitele tření). Šlichta musí obsahovat takové množství lepících složek, aby přilepila odstávající vlákna a neslepovala je navzájem.

Další výhodou může být částečné zlepšení hmotné nestejnoměrnosti (zaplnění slabých míst). Šlichta musí vydržet po celou dobu procesu tkaní v nezměněném stavu tzn. nesmí prášit, opadávat, podléhat plísním aj. [1]

Šlichtovací prostředky (složení šlichty) vybíráme podle typu materiálu, který potřebujeme připravit pro tkaní. Jiné šlichtovací prostředky se používají pro materiály přírodní a jiné pro materiály syntetické. Správná volba šlichty dále souvisí také se způsobem odšlichtování, které bude více popsáno v následující kapitole 2.1.1. Důležité je strojní vybavení pro šlichtování a tkaní a technologie procesu šlichtování (např. teplota šlichty, rychlost šlichtování, aj.). Bavlněné příze je nutno hlavně zpevnit a uhladit (snížení chlupatosti). Příze ze syntetických vláken obvykle není nutné zpevňovat. Jeden z hlavních důvodů šlichtování je snížení elektrostatického náboje. [1]

13

2.1.1. Šlichtovací prostředky

Při volbě šlichty musíme brát zřetel na vlastnosti daného šlichtovaného materiálu a na jeho složení. Jeden z hlavních požadavků na šlichtu je vytvoření trvanlivé obalové vrstvy, která na přízi vytvoří ochranný film. [1]

Šlichty se dělí na dvě základní skupiny:

přírodní (škrobové),

na bázi syntetických polymerů (syntetické).

Další dělení šlichtovacích prostředků souvisí se způsobem odšlichtování (nevypratelné – škrobové a vypratelné – syntetické). K odstranění syntetických (vypratelných) šlicht stačí intenzivní praní na pracích strojích s použitím detergentů.

Jelikož škrobové (nevypratelné) šlichty není možné odstranit pouze vypráním, je zapotřebí enzymatické nebo chemické odbourání. Je preferováno enzymatické odšlichtování, jelikož umožňuje odstranění šlichtovacích prostředků a zároveň nedochází ke znečišťování životního prostředí. U tohoto způsobu odšlichtování navíc nedochází k poškození materiálu. [3]

Hlavní složkou šlichty jsou lepivé prostředky, dále můžou obsahovat změkčovací prostředky (tuky, oleje, vosky), plnící prostředky, antiseptické látky, smáčedla (povrchově aktivní látky – tenzidy), barviva (pro odlišení přízí, při odšlichtování se musí dát snadno odstranit), aj. [1]

Při šlichtování je nutno dodržovat přísné standardy vycházející z předpisů, zákonných norem, vyhlášky a bezpečnostních vět, které se vztahují k ochraně životního prostředí. Každá šlichta má svůj bezpečnostní list, který obsahuje informace o přípravku, různé pokyny a opatření.

2.1.2. Šlichtovací stroje

Stroje pro šlichtování staplových přízí se dělí podle způsobu sušení. Jsou uváděny tři typy:

vícebubnový (kontaktní sušení),

horkovzdušný (osnova se suší horkým vzduchem), kombinovaný (má zónu bubnovou i horkovzdušnou). [1]

14

Jeden ze způsobu rozložení součástí šlichtovacího stroje je zobrazen na obr. 1.

Pomocí podávacího válce jsou příze z osnovního válu navedeny do šlichtovací vany se šlichtou, která je zahřátá na aplikační teplotu. Ze šlichtovací vany je osnova vedena přes pár ždímacích válečků, které mají za úkol odstranit přebývající šlichtu. Přítlak ždímacích válečků lze nastavit. Osnova je dále vedena sušící komorou. Příze prochází přes a pod ohřívacím sušícím válcem, který zajistí požadované sušení. Usušená osnova je vedena přes sérii rozdělovacích tyčinek pro oddělení jednotlivých přízí. V poslední fázi příze prochází vodícím hřebenem a navíjí se na zbožový vál. [4]

Obr. 1. Schéma šlichtovacího stroje [4]

Schéma šlichtovacího stroje na obr. 1. je rozděleno na pět základních zón:

a – odvíjecí zóna (1 – osnovní vál, 2 – cívečnice ), b – zóna šlichtování (3 – šlichtovací vana), c – sušící zóna (4 – sušící válce), d – rozdělovací zóna (rozdělovací tyčinky), e – zbožová zóna (tkalcovský paprsek, 5 – zbožový vál). [4]

Kvalita přízí se obecně posuzuje podle vybraných ukazatelů, mezi které patří kontrolní stanovení úrovně jemnosti, zákrutů, hmotné nestejnoměrnosti, vad, případně průměru a chlupatosti a dále mechanicko-fyzikálních vlastností. Je-li nutné příze pro tkaní upravit je kvalita takto ošlichtovaných přízí porovnána v souvislosti se změnou jemnosti (% polepu), mokrého přívažku šlichty, změnou mechanicko-fyzikálních vlastností (změnou pevnosti, tažnosti, případně Yangova modulu) a navíc je sledovaná odolnost v oděru přízí a % uvolněných částic (odletky).

Definice jednotlivých ukazatelů jsou uvedeny v následujícím textu spolu se základními postupy pro jejich hodnocení. Nejprve jsou popsány základní přístupy a principy a poté vybrané metodiky dostupné v rámci fakulty textilní. Podrobněji je rozebrána metodika použitá v experimentální části.

15

Kvalita šlichtování je sledována díky hodnocení objektivních vlastností příze před a po ošlichtování. Jsou používány základní skupiny měření:

pevnost v tahu a tažnost (zvýšení pevnosti v tahu u šlichtovaných přízí je důležité pro tkaní),

odolnost v oděru (zvýšení oděru-vzdornosti u šlichtovaných přízí = odolnost přízí při odíraní na tkalcovském stavu),

soudržnost a přilnavost filmu vytvořeného ze šlichty (tenká vrstva šlichty je hodnocena pro sílu, tažnost, tuhost a schopnosti přilnavosti),

únava a obrušování šlichtované příze (cyklické namáhání v ohybu, napětí a střihu),

procento polepu (změna hmotnosti příze vyjádřená v %). [4]

Lze vypočítat mokrý přívažek šlichty WPU :

[ ][ ] [ ]

_ _ _ _ % [ ]

_ _ _ _ _ _ %

váha šlichtovaného roztoku kg šlichta na přízi

WPU =váha nenašlichtované příze kg = obsah pevných látek v roztoku . (1)

2.2. Základní vlastnosti přízí a metodiky jejich měření

Textilní technologie výroby přízí má přímý vliv na jednotlivé vlastnosti a jakost výsledných produktů. Pro požadované funkce a schopnosti konečného výrobku jsou tyto vlastnosti velice důležité. Na vlastnosti přízí má vliv nejen způsob výroby, modernizace přístrojového vybavení a kvalifikace zaměstnanců, ale také druh použitého materiálu (tzn. materiálové složení vláken a jednotlivé vlastnosti vláken) a jeho kvalita (např.: kolikátá je to sklizeň bavlny, kvalita polymeru, atd.). Na již vyrobených přízích můžeme testovat určité soubory vlastností, které se navzájem ovlivňují (př.: u jemnějších přízí je obecně použito více zákrutů na jednotku délky a to z důvodu nižšího počtu vláken v průměru příze, tedy menší soudržnost sil).

2.2.1. Jemnost přízí

Jemnost příze T je definována jako podíl hmotnosti m_p úseku příze k jeho délce l_p. Je možno ji vyjádřit také jako součin hustoty příze ρ a substančního průřezu S.

Jemnost lze také vyjádřit pomocí zaplnění příze ߤ, v tomto případě počítáme se skutečným průměrem příze D a hustotou vláken ρ^v. [9]

2

4

p v

p

m D

T S

l

ρ µπ ρ

= = = . (2)

16

Množství polepu šlichty Pp je definováno jako rozdíl hmotností př_íze ošlichtované Ho a příze neošlichtované H poděleno hmotností příze neošlichtované H.

Stanovení množství polepu šlichty se provádí na vzorcích neošlichtovaných a ošlichtovaných přízí. Oba vzorky se zváží s maximální přesností. Po zvážení mů_žeme vypočítat množství polepu dle vztahu: [1]

0 ⁿ 102

p

n

H H

P H

= − ⋅ ^{. (3)}

Metodika měření jemnosti přízí

Pro zjištění jemnosti př_{ízí je t}ř_{eba odm}ěřit a zvážit určitou délku daného vzorku.

Metodu pro zjištění délkové hmotnosti jednoduché příze nám stanovuje norma ČSN EN ISO 2060. [21]

Obr. 2. Viják

Pro odměř_{ení ur}čité délky příze byl použit viják (obr. 2.). Obvod vijáku je 1000 ± 2,5 mm se zařízením pro napě_{tí p}ř_{íze a vodi}č_{em p}ř_íze.

Odměřené délky vzorků se musí zvážit na speciálních váhách. Ně_které elektronické váhy po zadání odměřené délky vzorku vyhodnotí přímo jemnost v tex.

Dále se pro zjištění jemnosti používají váhy kvadratické se stupnicí v tex. Koneč_ná jemnost (délková hmotnost) se vypočítá z délky a hmotnosti daných vzorků _(2).

Pro experiment byly zvoleny váhy analytické. Citlivost vah je 0,1 mg a využijí se spíše pro vážení kratších délek. Hmotnost vzorku je udávaná v gramech. [10]

2.2.2. Zákruty přízí

Zákrut příze Z je veličina, která udává poč_{et ovin}ů vztažených na jednotku délky př_íze.

17

Jemně_{jší p}říze mají zpravidla více zákrutů _{než p}říze hrubší. S vě_{tším po}č_tem zákrutů roste zaplně_{ní a pr}ů_mě_{r p}říze se zmenšuje (čím více zákrutů, tím je př_{íze více} stlačována). [9]

Zákruty mohou být trvalé nebo nepravé (doč_asně _udělený zákrut – zaoblování).

Dále rozlišujeme zákrut pravotočivý Z a levotočivý S. Směr zákrutu zjistíme rozkroucením příze. Obvyklý směr zákrutu u jednoduché příze je pravý. [11] [10]

a. b.

Obr. 3. Směr zákrutu př_{íze [10]}

Pro zjiště_{ní po}č_{tu zákrut}ů využíváme tři základní vztahy. První vztah je př_ímé zjištění strojového zákrutu, další dva vychází z definic zákrutových koeficientů Köchlina a Phrixe. Existuje celá řada zákrutových koeficientů, níže uvedené jsou nejvíce využívané.

Strojový zákrut Z_s – zjišťujeme ho z parametrů stroje. Je definován jako podíl otáček krutného nk orgánu a dodávky materiálu lm. [11]

k s

m

Z n

= l ⁽⁴⁾

Köchlinův zákrutový koeficient α – tento vztah se používá především k urč_ení zákrutů u hrubších př_{ízí a p}ř_ástů_{: [11]}

α =Z T . (5)

Phrixův zákrutový koeficient a_m – tento vztah se používá k určení zákrutů u jemnějších produktů _(př_ízí):[11]

2/3

am=ZT ^{. (6)}

18

Intenzita zákrutu κ je bezrozmě_{rná veli}čina, která je tangentou úhlu β^{D stoupání} povrchového vlákna v př_{ízi ve sm}ěru šroubovice. Mezi úhlem stoupání šroubovice př_íze a zákrutem existuje vztah popsaný intenzitou zákrutu (obr. 4.): [9]

tg D DZ

κ= β π= ^{. (7)}

Obr. 4. Stoupání povrchového vlákna v př_{ízi [9]}

Vztah mezi jemností, zákrutem a prů_mě_{rem p}říze byl již mnohokrát ověř_en a potvrzen. Při zvyšování poč_{tu zákrut}ů _příze se zmenšuje její prů_měr. Mechanické chování materiálu (stlač_{ování p}ř_{íze) je ur}čeno vztahem mezi tě_{mito veli}činami. Existuje tzv. Köchlinovská teorie, kde je předpokladem, že zaplně_{ní p}říze roste pouze s intenzitou zákrutů (7). Tzn. příze musí být ze stejného materiálu upředené stejnou technologií. Potom tedy: [5]

( )

µ µ κ= . (8)

Tím pádem se mě_{ní Köchlin}ův zákrutový koeficient α užívaný v praxi: [5]

,

( )

2 2

µ κ ρ

α κ µρ α κ

π π

= = ^{. (10)}

Metodika měření zákrutu přízí

Zjiště_{ní po}č_{tu zákrut}ů na jednotku délky provádíme dvě_{ma zp}ů_soby:

speciálními způsoby (mikroskopicky, opticky), pomocí zákrutomě_{ru. [10]}

19

Speciální způsoby – se používají velice zř_{ídka, nap}ř_{. u p}řízí, kde klasické metody nelze použít příze (OE, Airjet, atd.) Mikroskopický způ_{sob se m}ůže využít u krátkých délek, kdy přízi nelze upnout do zákrutomě_{ru. M}ůže být zjiště_{n skute}č_ný prů_mě_{r p}říze D a úhel stoupání vlákna ve směru šroubovice β^D.

Optický způsob je podobný tomu mikroskopickému, s rozdílem že úhel sklonu šroubovice je měřen speciálním úhloměrem. Hodnoty u obou způ_sobů jsou znač_ně nepř_esné.

Pomocí zákrutoměru – máme dva způ_{soby ur}čení zákrutu na zákrutomě_ru:

př_{ímý zp}ůsob – rozkroucením,

nepř_{ímý zp}ůsob – pomocí napínače a omezovač_e, – překroucením (do přetrhu). [10]

Př_{ímý zp}ů_{sob m}ěření zákrutů _spočívá v rozkroucení skané příze na jednotlivé příze. Úplné rozkroucení se kontroluje jehlou (pohybem jehly od jedné svorky ke druhé).

Nepřímá metoda do překroucení je složena ze dvou stupňů. Nejprve př_ízi zakrucujeme ve smě_{ru p}ůvodních zákrutů až do překroucení, v druhém stupni je nová příze rozkroucena do překroucení. Na displeji je zaznamenána dvojnásobná hodnota zákrutů_.

Nepřímá metoda pomocí napínače a omezovače je vhodná pro jednoduché př_íze ze staplových vláken. Nejprve se stanoví přibližná hodnota prodloužení délky př_{íze p}ři rozkrucování. Pomocí této hodnoty nastavíme omezovač pohybu výkyvného ramene na zákrutoměru (obr. 5). Příze upnutá do čelistí se začne nejprve rozkrucovat, při tom se prodlužuje, dokud nenarazí výkyvné rameno na omezovač_{. Bez p}ř_erušení pohybu zákrutomě_{ru se p}ř_{íze za}č_{ne op}ět zakrucovat až na její původní délku.

Na displeji je ukázán dvojnásobný poč_{et zákrut}ů na upínací délku. Nepřímá metoda pomocí napínače a omezovač_{e byla m}ěřena dle normy ČSN 80 0701. [24] [15]

Obr. 5. SDL The Quality Group Zákrutomě_{r Y220B}

20

2.2.3. Průměr přízí

Přesná definice prů_měru neexistuje, protože ř_{ez p}říze není úplně _osově symetrický. V př_ípadě myšleného stlačení vláken co nejtě_sně_{ji k sob}ě, tak aby př_íze neobsahovala vzduchové mezery, by mě_{la p}říze substanč_{ní pr}ů_mě_{r Ds}. Vztah je odvozen ze vzorce (2). [5]

4 4

s

S T

D = π = πρ . (11)

Obecný prů_mě_{r p}říze souvisí se zaplně_ním µ viz vztah (11), který je odvozen ze vztahu (2).

4S 4T D_s

D= πµ = πµρ = µ . (12)

Substanč_{ní pr}ů_mě_{r p}ř_{íze by m}ěl být menší než prů_mě_{r p}říze (obr. 6.). Je to způsobeno tím, že skuteč_{ná p}říze není homogenním válcem. V přízi se vyskytují vzduchové póry, které zvě_{tšují pr}ů_mě_{r p}říze. Další zavedenou veličinou je zaplně_ní příze. Je definována jako poměr plochy vláken k celkové ploše př_íč_ného ř_{ezu p}ř_íze.

Pohybuje se v rozmezí hodnot ∈ 0;1 . Jinak ř_ečeno jde o veličinu, která ukazuje hustotu stěsnání vláken. [5]

2

2 2 2

4 4

Ds S T

D D D

µ = =π =π ρ ^{. (13)}

Obr. 6. Rozdíl mezi substanč_{ním pr}ů_mě_{rem a pr}ů_mě_{rem [9]}

21

Metodika měření průměru přízí

Metodiky pro stanovení prů_měru jsou založené na:

optickém principu – nejvíce používaný způsob (k nejrozšíř_eně_{jším za}ř_ízením pro měř_{ení pr}ů_mě_{ru pat}ří Uster Tester 4, CTT),

optoelektronickém principu (QQM), mechanickém principu.

Constant Tension Transport CTT – (obr. 7.), na tomto přístroji je možné měř_it více než deset různých vlastností kvality příze. Základem je dynamická doprava př_íze s volitelnou zkušební rychlostí a s volitelným napě_{tím p}říze. Výsledkem měření na CTT jsou geometrické charakteristiky a jejich variabilita (prů_měr, hmotná nestejnomě_rnost, slabá a silná místa, nopky, chlupatost, atd.) a dynamické vlastnosti (dynamická pevnost, prodloužení, oděr, sráživost textilií, atd.)

Díky optickému modulu s kamerou mů_{žeme m}ěř_{it pr}ů_mě_{r p}ř_íze.

Přes procházející přízi dopadá světlo na kameru s mikroskopem. Obrys př_{íze je zv}ě_tšen díky přídavnému mikroskopu. Prů_mě_{r p}ř_{íze je m}ěřen každých 0,5 mm délky s př_esností 0,00325 mm. Použit je software CTT YAS Yarn Analysis pro stanovení prů_mě_ru př_{íze. [12]}

Obr. 7. CTT – dynamický kontrolní př_ístroj

Quick Quality Measurement QQM – tento přístroj se používá př_ímo ve výrobě_{. M}ěřící hlava s optoelektronickým senzorem (2 mm široká měř_{ící št}ě_{rbina) je} přiložena k př_{ízi p}řed navíjecí jednotku. Měří hmotnou nestejnomě_{rnost, pr}ů_měr, silná a slabá místa příze. OE – TESTER je spojen kabelem se záznamovým zař_ízením QQM – systému. Po skonč_{ení m}ěření jsou data převedena do poč_ítače a vyhodnocena.

Výsledkem jsou naměřená data (analýza odchylek od standardní povrchové stejnomě_{rnosti p}říze), která lze zobrazit v čárových grafech. [14]

22

Obrazová analýza – jde o metodu optického měření pomocí mikroskopu a digitální kamery propojené s poč_ítačem, ve kterém je nainstalovaný speciální program pro zpracování obrazu. Barevné obrazy jsou převedeny na binární obraz (stupně _šedi jsou převedeny na hodnoty bílé a černé). Je urč_{ena osa p}ř_{íze. Pr}ů_mě_{r lze ur}čit jako krycí nebo hustotní. Krycí prů_měr se uvádí jako dvojnásobek vzdálenosti od osy příze, kde je na podélném pohledu příze 50% zčernání. Hustotní prů_mě_{r p}říze je také dvojnásobek vzdálenosti od osy příze, ale je stanoven s ohledem na hodnotu zaplně_{ní p}říze 0,11. [8]

[9]

Uster Tester 4 – měří hmotnou nestejnomě_{rnost p}říze CVm, prů_mě_{r p}ř_{íze 2DØ,} tvar průř_ezu Shape, hustotu př_íze Density (vnitř_{ní zna}čení dle Ustru odpovídá hustotě př_íze ρ ze vztahu (2)) chlupatost H, silná Thick a slabá Thin místa, nopky Neps a další.

Pro měř_{ení pr}ů_mě_{ru p}ř_{íze 2DØ (vnit}ř_{ní zna}čení dle Ustru odpovídá prů_mě_{ru p}ř_{íze D} ze vztahu (2)) je nutné optické čidlo (OM – senzor). Optické č_{idlo m}ěř_{í pr}ů_mě_{r ze dvou} stran (dvojrozmě_{rné m}ěř_{ení). P}říze je prosvětlována infračervenými paprsky ve dvou vzájemně kolmých směrech. Profily příze bez vyčnívajících vláken jsou získány díky kamerám. Princip snímání prů_měru je zobrazen na obr. 8.

Obr. 8. Princip snímání prů_mě_{ru p}ř_{íze [13]}

Z obou profilů je jako aritmetický prů_mě_{r vypo}čten výsledný prů_měr 2DØ. Tvar průř_{ezu p}ř_íze Shape je zjištěn pomocí podílů dvou vzájemně kolmých profilů. Hustota příze Density (ρ^{) je vypo}čtena ze zadané jemnosti a zjiště_{ného pr}ů_měru 2DØ (D). Tyto velič_{iny (}ρ, D) jsou odvozeny ze základního vztahu (2). Zaplnění tak lze dopoč_ítat z podílu hustoty vláken ρ^v a hustoty př_íze ρ^{: [13]}

v

µ ρ

= ρ . (14)

23

2.2.4. Hmotná nestejnoměrnost přízí

Je definována jako procentuální vyjádření kolísání délkové hmotnosti. Nazývá se hmotná (hmotová) nestejnomě_rnost.

Tato vlastnost patří mezi nejvíce měřené a kontrolované veličiny. Hmotná nestejnomě_{rnost m}ů_{že ovliv}ň_{ovat n}ěkteré vlastnosti př_{íze (nap}ř.: pevnost, zákruty, aj.) a také vzhled plošných textilií („moiré“ efekt, aj.). Hmotná nestejnomě_{rnost je} způ_{sobena p}ředevším kolísáním a uspoř_{ádáním po}čtu vláken v průř_{ezu p}říze, nestejným průřezem samotných vláken a špatnou návazností konců vláken (nestejná délka vláken).

[15]

K porovnání hmotné nestejnoměrnosti zavádíme dva základní parametry:

lineární hmotná nestejnoměrnost U (střední lineární odchylka od střední hodnoty hmotnosti úseku délky vlákenného útvaru),

kvadratická hmotná nestejnomě_{rnost CV (varia}ční koeficient hmotnosti úseku délky vlákenného útvaru). [11]

Tyto parametry jsou hodnoceny pomocí měř_{ících p}ř_ístrojů_.

Pro ověření správnosti měření zavádíme parametry pro výpočet limitní lineární hmotné nestejnomě_{rnosti Ulim} a limitní kvadratické hmotné nestejnomě_{rnosti CVlim. [11]}

Limitní hmotná nestejnoměrnost – je to minimální možná nestejnoměrnost, která je způsobena nestejnoměrností vláken a náhodným rozložením vláken v průř_ezu vlákenného útvaru. Pro výpočet se používá Martindaleů_{v vztah:}

Limitní lineární hmotná nestejnoměrnost se vypočítá dle vztahu:

2 lim

80 1

100 vp

U n

 

= ⋅ +  

  ^{, (15)}

pro kruhový průřez vlákna:

2 lim

80 1 0, 0004 _d

U v

= n⋅ + ⋅ . (16)

Limitní kvadratická hmotná nestejnoměrnost se vypočítá dle vztahu:

2 lim

100 1 100

vp

CV

n

 

= ⋅ +  

  ^{, (17)}

24 pro kruhový průřez vlákna:

2 lim

100 1 0, 0004 _d

CV v

= n ⋅ + ⋅ . (18)

Pro vlákna, která vykazují nízkou variabilitu průřezu a lze ji proto zanedbat, existuje zjednodušený Martindaleů_{v vztah:}

lim

U 80

= n , (19) _lim 100

CV = n . (20)

Mezi lineární a kvadratickou nestejnoměrností existuje vztah, kdy z jednoho vzorce (19) nebo (20) se vyjádř_í n a dosadí se do vztahu druhého: [11]

lim 0, 8 lim

U = ⋅C V , (21) C V_lim =1, 25⋅U_lim. (22)

Další zavedenou hodnotou je index nestejnoměrnosti I. Slouží k vyjádř_{ení míry} nestejnoměrnosti reálného vlákenného produktu. Ukazuje vychýlení reálného od ideálního produktu. V př_ípadě ideálního produktu by se I = 1. Index nestejnoměrnosti I se vypočítá jako podíl efektivní (skuteč_ně _naměřené) lineární hmotné nestejnomě_{rnosti Uef} a limitní lineární hmotné nestejnomě_{rnosti Ulim} nebo jako podíl efektivní (skuteč_ně _naměřené) kvadratické hmotné nestejnomě_{rnosti CVef} a limitní kvadratické hmotné nestejnomě_{rnosti CVlim.[15]}

lim lim

ef ef

U CV

I =U =CV ^{. (23)}

Možné vady v přízi – silná a slabá místa (je to místo v přízi, kde se vyskytuje zesílení nebo zeslabení př_íč_{ného pr}ůřezu vlákenného útvaru vzhledem k prů_mě_ru) a nopky (zvě_{tšení pr}ůř_{ezu p}říze ve tvaru uzlíků na délce 1 mm příze vzhledem k prů_měru). Silná a slabá místa mohou nejen výrazně ovlivnit vzhled tkaniny nebo pleteniny, ale mohou být také ovlivněny mechanicko-fyzikální vlastnosti. Na měř_ících přístrojích jsou nastaveny prahy citlivosti (př.: ± 40 %, ± 50 %, + 140 % atd. vzhledem k prů_mě_{ru p}říze). Celkový poč_{et p}ř_ekročených limitů je zaznamenán (silná a slabá místa, nopky). U slabých míst neexistuje žádné omezení délky vady. U silných míst a nopků musíme rozlišovat délku vady. Nopky jsou velmi krátká (na délce 1 mm) tlustá místa v přízi. Silná místa jsou vady, které vykazují nižší nárůst v % oproti prů_mě_ru, ale nacházejí se na delším úseku př_íze.

25

Metodika měření hmotné nestejnoměrnosti a vad v přízi

V dnešní době se využívá pro měření hmotné nestejnoměrnosti tyto principy:

kapacitní (např.: Uster Tester 4), optický (např.: CTT, OASYS), optoelektronický (např_{.: QQM).}

Constant Tension Transport CTT – stejný způ_{sob m}ěření jako v kapitole 2.2.3 Univerzální kontrolní přístroj CTT. Měření pomocí optiky zaznamenává také vady př_ízí (tř_ídění pro silná a slabá místa, chlupatost, nopky). U tohoto přístroje je možnost uživatelského nastavení z hlediska změ_{ny pr}ů_mě_{ru p}říze v % (tzn. nastavení % změ_ny silných a slabých míst nebo nopků_{). [12]}

Optical Assessment Systems through Yarn Simulation OASYS – mezi optické způ_{soby m}ěř_{ení pat}ř_{í i p}řístroj firmy Zweigle. Vlákenný útvar prochází optickým čidlem, které vydává infrač_{ervené sv}ětlo. Pomocí optických č_oček získáme paralelní svazek paprsků. Tyto paprsky procházejí př_{es p}řízi a dopadají na č_oč_ku kamery, která má červený filtr k eliminaci okolního světla. Díky paralelnosti paprsku nedochází ke zkreslení výsledného obrazu. Měří silná a slabá místa, nopky, hmotnou nestejnoměrnost. Zaznamenává kolísání v délce a prů_mě_{ru. [16]}

Quick Quality Measurement QQM – stejný způ_{sob m}ěření jako v kapitole 2.2.3. Dokáže stanovit variabilitu prů_měru, kolísání hmotnosti, poč_{et nopk}ů _poč_et silných a slabých míst v přízi. OE – TESTER je vybaven pěti barevnými diodami, které signalizují úroveň _zjištěné hmotné nestejnoměrnosti. Díky přídavnému softwaru vykreslí spektrogram. [14]

Uster Tester 4 – měří hmotnou nestejnoměrnost na kapacitním principu.

Na obr. 9. je znázorněn princip měření hmotné nestejnomě_{rnosti. P}říze prochází mezi deskami kondenzátoru kde je vytvořeno vysokofrekvenční elektrické napětí. Elektrický signál se mění v závislosti na změ_ně procházející hmoty. Výsledkem je kolísání elektrického signálu, dle kolísání hmoty vlákenného materiálu. Pro získání dat hmotné nestejnoměrnosti je analogový signál převeden na digitální. Uster Tester 4 je propojený s poč_ítač_{em a p}říslušným softwarem, pomocí kterého jsou zjištěná data statisticky zpracována a vyhodnocena do výstupních protokolů. Výsledky jsou zpracovány v grafech (histogram, spektrogram a délková variač_{ní k}řivka). Vzdálenost mezi

26

elektrodami kondenzátoru se mění podle druhu měřeného vlákenného útvaru (pramen, př_{ást, p}ř_{íze). M}ěření probíhá dle normy ČSN 80 0706. [13] [22]

Obr. 9. Princip měření hmotné nestejnomě_{rnosti p}ř_{íze. [13]}

2.2.5. Chlupatost přízí

Chlupatost je popsána jako poč_{et voln}ě se pohybujících konců vláken nebo vlákenných smyček vystupujících z příze. Tento jev je specifický pro staplové př_íze.

Za prů_mě_{rem p}říze se nachází oblast chlupatosti, která je urč_{ena po}čtem, délkou nebo plochou odstávajících vláken na jednotku plochy. [8]

Tato vlastnost ovlivňuje nejen omak, vzhled, nopky, atd., ale také spotř_ebu šlichty. Rozlišujeme hustou a řídkou chlupatost. Hustá chlupatost vytvář_{í na p}ř_ízi tzv. „sametový omak“ a vě_{tšinou p}ř_íznivě _ovlivňuje vlastnosti př_íze. Řídká chlupatost je vyznačována dlouhými vlajícími konci vláken. Tento typ chlupatosti je vě_tšinou nežádoucí, proto jsou volná vlákna odstraňována. [8]

Chlupatost je tvoř_{ena vy}čnívajícími konci vláken, smyčkami vláken vyčnívající ven z jádra příze a vlákny zvanými Morton „divokými vlákny“. [6]

Metodika měření chlupatosti přízí

Kontrola chlupatosti je velice důležitá pro další zpracování př_{ízí. Nadm}ě_rná chlupatost mů_{že zp}ůsobit výrobní problémy v tkaní a pletení, navíc mů_{že zp}ů_sobit zhoršení kvality konečných produktů_.

27

Měření chlupatosti – dělíme do následujících skupin.

Optické metody.

- Přímé optické metody (podélné pohledy).

- Fotografické metody.

- Metody založené na př_íčném skenování obrazu př_íze.

- Metody založené na použití laserových paprsků_. - Metody založené na obrazové analýze.

Fotoelektrické a související metody.

Metody založené na elektrické měrné vodivosti.

Metody založené na ztrátě hmotnosti ožehováním.

A jiné rozmanité metody. [8]

Constant Tension Transport CTT – YAHT – optický princip kdy pro snímání je použita kamera. Příze se pohybuje pod trvalým napětím. Využívá se software YAS na statistické a grafické vyhodnocení chlupatosti příze. Tato grafika může zobrazit chlupy a jádro př_{íze odd}ě_leně nebo dohromady. Nabízí také kompletní optické testovací zařízení a statistickou zprávu o přízi, tvaru a tř_ídě_{ní. [12]}

Zweigle G 567 – optický princip, který je založen na změ_ně _prů_{toku sv}ě_tla.

Díky sérii fototranzistorů vyhodnocuje chlupatost (procházející odstávající vlákna ovlivňuji intenzitu záření). Délka vláken je měřena od povrchu příze (projekční délka).

Počet odstávajících vláken je tř_íděn do délkových kategorií. Výstupem je histogram četnosti. Pokud vlákno zasahuje do několika délkových kategorií, je zaznamenáno pouze v poslední. [17]

Obrazová analýza – chlupatost je měřena jako v kapitole 2.2.3. Obrazová analýza. Je určena hranice mezi tě_{lem p}říze a chlupatostí. Křivka chlupatosti je vytvoř_{ena dle} četnosti výskytu černých pixelů _{v ur}čitých vzdálenostech od osy př_íze.

Samotná chlupatost je definována jako integrál pod křivkou chlupatosti. Integrace je provádě_{na od ur}č_{eného pr}ů_mě_{ru p}říze po oblast kde se ještě objevil urč_{itý po}čet vláken.

[8] [18]

Uster Tester 4 – pracuje na optickém principu, kdy je pro snímání příze použita kamera. Princip snímání chlupatosti příze je znázorněn na obr. 10. Jednobarevný zdroj (laser) svítí na chlupy, které vyčnívají z tě_{la p}říze. Vlákna odstávající z tě_{la p}ř_íze rozptýlí světlo, které je díky soustavě _rozestavě_ných č_oček sdruženo a následně

28

zachycováno optickým senzorem. Kolísání elektrického signálu z optického senzoru je převedeno na digitální hodnoty a vyhodnoceny softwarem v poč_ítač_{i. [13]}

Obr. 10. Princip snímání chlupatosti př_{íze [13]}

Chlupatost H je definována jako celková délka odstávajících vláken na povrchu příze vztažených na jeden centimetr příze. Díky směrodatné odchylce chlupatosti sH a spektrogramu můžeme sledovat variabilitu chlupatosti př_{íze. [13]}

2.2.6. Mechanicko-fyzikální vlastnosti přízí

Hlavním dů_{vodem m}ěření mechanicko-fyzikálních vlastností je zjistit požadovanou kvalitu příze po stránce způsobilosti k dalšímu zpracování (tkaní, pletení).

Při tkaní (pletení) na př_{ízi p}ůsobí mnoho faktorů, mezi nimiž je i kombinace namáhání v tahu, krutu, ohybu a tlaku. Kolísání pevnosti př_{íze m}ůže vést k přetržení a následnému zastavení stroje. Tím klesá produktivita, zvýšení nákladů výroby a snížení ziskovosti.

Pro zpevně_{ní p}řízí se osnova před tkaním upravuje šlichtováním. Nedokáže však napravit chyby př_{i sp}řádání, proto je velice důležitá kvalita př_ízí.

Obr. 11. Tahový pracovní diagram

29

Mechanicko-fyzikální vlastnosti jsou důležitým ukazatelem kvality přízí nejen z pohledu zpracovatele, ale i uživatele. Hodnocení pevnostních charakteristik nelze od sledování míry protažení odloučit. Tyto dvě charakteristiky jsou provázané a souvislost mezi nimi je dána charakterem pracovního diagramu (obr. 11.). Tahová pracovní křivka na obr. 11. znázorňuje závislost tahové síly F na protažení př_íze ∆^L.

Červený bod značí místo pevnosti př_{i p}řetržení a protažení př_{i p}ř_{etrhu p}ř_íze.

Vyhodnocením z tahového pracovního diagramu jsme schopni získat pevnost, napě_tí, poměrnou pevnost v tahu, deformaci, tažnost, Yangův modul, uživatelský modul a deformační práci do př_etržení.

Pevnost P je definovaná jako síla potřebná k tomu, aby se příze tažením natáhla do meze pevnosti, kde se přetrhne (síla do př_etrhu).

Napě_tí σ ^příze je vyjádřeno jako absolutní síla F př_epočítaná na plochu průř_ezu příze S. Z důvodu obtížnosti zjištění plochy průř_{ezu se p}ř_epočítává síla na jemnost T, napětí je zde označeno jako poměrná pevnost v tahu. [15] [19]

p

F F

S R T

σ = ⇒ = _{. (24)}

Absolutní deformace ∆L a deformace ε jsou vyjádř_{eny jako:}

0

L Lp L

∆ = − ^{, (25)}

0

L L

ε =∆ . (26)

Tažnost ε^p je celkové poměrné prodloužení příze při přetrhu vyjádřené v %.

Tažnost lze vyjádřit dle vztahu: [15] [19]

0 2

0 p 10

p

L L

L

ε −

= ⋅ . (27)

Další veličinou používanou pro popis pracovního tahového diagramu je Yangův modul pružnosti. Nejčastěji je používán tzv. počáteční Yangův modul pružnosti (modul pružnosti v tahu) jinak řečeno, je to počáteční tangentový modul E. Mezi další moduly patří např. uživatelský Eu, tzv. sekantový modul (spojnice počátku s koncem tahové křivky). Modul pružnosti závisí na vlastnostech materiálu příze a jeho definice vychází z Hookova zákona viz vztah (28). [15]

p

p p

E E σ R

σ ε

ε ε

= ⋅ ⇒ = = . (28)

30

Dále můžeme analýzou pracovního diagramu zjistit deformační práci do přetržení A_p. Je to energie, kterou je potřeba vynaložit na deformaci, resp. přetržení vzorku. Její velikost je úměrná vyšrafované ploše pracovního diagramu (Obr. 10.). [15]

[19]

Metodika měření mechanicko-fyzikálních vlastností přízí

Mechanicko-fyzikální vlastnosti jsou posuzovány s ohledem na požadované výsledky. V praxi se používají metody založené na:

pseudostatické testy,

- tahové namáhání (např.: Instron 4411), - cyklické testy,

dynamické testy (např.: CTT, Tensojet 4, Tensorapid 4).

Constant Tension Transport CTT – DTT (dynamická pevnost v tahu) – simuluje tlak na přízi během textilní výroby (tkaní, pletení). Běžná statická testovací zařízení měří pouze pevnost a prodloužení příze, zatímco CTT měří zda příze může odolat specifickému dynamickému namáhání (simulace reálného namáhání pohybující se příze při zpracování). [12]

Tensojet 4 – přístroj od firmy Uster je rozdělen na čtyři části. Na začátku jsou umístěny podávací válečky, následuje zóna pro nasávání příze do zásobníku. Příze je vedena dvěma páry napínacích válečku v měřící zóně, kde tyto válečky napínají přízi až do přetrhu. S testovací rychlostí 400 m/min může systém provést až 30 000 testů za hodinu. Tento přístroj by měl zjistit, zda jsou příze schopné vydržet proces tkaní. [2]

Tensorapid 4 – je přístroj na měření napětí od firmy Uster. Příze je opásána úhlem 180° kolem kruhové čelisti a oba dva konce příze jsou uchyceny v druhé čelisti.

Jde o namáhání příze do přetrhu s konstantní rychlostí (50 mm/min až 5000 mm/min).

Měřící přístroj dává kompletní informaci o mechanicko-fyzikálních vlastnostech testované příze a jejich variabilitě. [7]

Instron 4411 – zkušební trhací přístroj na kterém lze měřit jednoosé namáhání tlakem, tahem a ohybem. Zjišťování pevnosti a tažnosti jednotlivých přízí při přetrhu probíhá dle normy ČSN EN ISO 2026. Vzorek je upnut do dvou pneumatických čelistí, z nichž jedna je pohyblivá. Příze je natahována až do přetrhu. Kromě pevnosti v tahu se zjišťuje také tažnost příze. Upínací délka L0 je většinou 500 mm. Při upínání vzorku

31

vkládáme do příze tzv. předpětí, které je důležité pro stanovení deformace. Rychlost zkoušky by měla být stanovená tak, aby doba přetržení byla 20 ± 3 sekund.

Rychlost zatěžování má vliv na přeskupení vnitřních sil příze (s rostoucí rychlostí roste pevnost, ale klesá tažnost). Přístroj je spojen s počítačem a příslušným softwarem.

Výsledky jsou průběžně zaznamenávány. [10] [15] [23]

2.2.7. Oděru-vzdornost přízí

Oděru-vzdornost je obvykle definována jako počet tahů odíracího materiálu, které jsou potřebné k přerušení příze nebo simulace obrušování příze o přízi a vážení textilního prachu. Je to schopnost povrchu příze odolávat působení v oděru. Během zpracování (např. tkaní) se příze opotřebovává (průchodem přes vodiče, při tvoření prošlupu, průchodem příze očky nitěnek, atd.). Pevnost v oděru se nejčastěji porovnává na režných a šlichtovaných přízích pro zjištění, zda je příze schopná procesu tkaní.

Navíc u šlichtovaných přízí nám výsledky zkoušky mohou dopomoci ke stanovení správného postupu šlichtování. [9] [10] [20]

Metodika měření oděru-vzdornosti přízí

V praxi jsou používané metody založené na:

cyklické testy (např.: Zweigle G 552),

dynamické testy (např.: CTT, Zweigle, G 556).

Constant Tension Transport CTT – YAT Obrušování příze – příze je vedena přes normalizovaný měděný drát pod určitým napětím. Množství příze, které je potřebné k přerušení drátu, je zaznamenáno a porovnáno s dalšími výsledky měření.

Čím větší je délka příze, potřebná k přerušení drátu, tím nižší je obrušovací schopnost příze. CTT – DTT Testování tření – jednak se hodnotí tření příze o keramické nebo ocelové vodiče nebo tření příze o sama sebe. Ojediněle může dojít i k přetržení příze.

Test se provádí proto, aby se zjistilo zda příze zvládne použití v dalším textilním procesu. CTT – LGT Vytváření textilního prachu – Příze se navíjí pod určitým napětím do otevřené smyčky, kde se tře sama o sebe. Textilní prach, který se odírá z příze padá na filtrační papír. Po určité délce je filtrační papír zvážen a je zjištěno množství opadaného textilního prachu. [12]

Zweigle G 556 – přístroj pro hodnocení oděru-vzdornosti přízí. Je založen na principu vážení množství textilního prachu, který vzniká buď třením příze sama

32

o sebe v úhlu opásání asi 180° nebo obrušováním příze o kovové či keramické elementy. Textilní prach odpadává do připraveného filtru, který je po ukončení zkoušky zvážen. Přesnost vah je 0,1 mg. [25]

Zweigle G 552 – přístroj pro hodnocení oděru-vzdornosti jednoduchých a skaných přízí (obr. 12.). Na přístroji je možné měřit zároveň až 20 přízí a každá je zatížena předpětím 20 g nebo 30 g. Při odvíjení příze a navádění do testovací zóny nesmí dojít k uvolnění zákrutů. Příze jsou navedeny přes váleček (opatřený smirkovým papírem) a upevněny. Váleček se pohybuje v kolmém směru ke zkušebním přízím s konstantní rychlostí otáčení, tím je příze odírána. Při přetržení příze dojde k uvolnění závaží, tím se aktivují optická čidla. Počet tahů nutných k poškození vzorku je zaznamenán. K přístroji je připojený počítač s příslušným softwarem. Do tabulky se zaznamenávají informace o počtu cyklů potřebných k porušení dané příze a základní statistické údaje. Stroj se automaticky zastaví po přerušení poslední příze. Pomocí normy IN 32-203-01/01 byla změřena oděru-vzdornost. [9] [20]

Obr. 12. Zweigle G 552

33

3. Experimentální část

Cílem experimentu bylo prověřit kvalitu zadaného souboru vzorků přízí a zjistit vliv šlichtování na vybrané charakteristiky přízí. Dle předchozích zkušeností je možné předpokládat, že šlichtované příze budou vykazovat vyšší hodnoty pevnosti, nižší tažnost, vyšší modul pružnosti a budou lépe odolávat namáhání oděru. Pro tento experiment byly vybrány příze ze 100% CO od firmy Veba, a.s. Vybrané vlastností byly měřeny a porovnávány pro režné a šlichtované příze:

jemnost (pomocí vijáku a analytických vah podle normy ČSN EN ISO 2060),

zákruty (pomocí zákrutoměru dle normy ČSN 80 0701),

průměr, tvar příze, hustota příze (pomocí přístroje Uster Tester 4),

hmotná nestejnoměrnost a vady (pomocí přístroje Uster Tester 4 dle normy ČSN 80 0706),

chlupatost (pomocí přístroje Uster Tester 4),

mechanicko-fyzikální vlastnosti (pomocí přístroje Instron 4411 dle normy ČSN EN ISO 2026),

oděru-vzdornost (pomocí přístroje Zweigle G 552 dle normy IN 32-203-01/01).

3.1. Materiál

Materiál, který byl použitý pro experiment je blíže specifikovaný v tabulce 1.

Bylo vybráno pět jednoduchých přízí ze 100% CO s různou jemností, které byly převážně vyrobeny česanou technologií, pouze příze o jmenovité jemnosti 25 tex je mykaná. Všechny testované vzorky jsou určeny pro přípravu osnovy. Příze o jemnostech 8,4 tex a 10 tex se používají jako osnovní příze pro výrobu damaškového zboží (povlečení, ubrusy, aj.). Osnovní příze o jemnostech 20 tex a 25 tex se používají pro výrobu froté zboží (ručníky, osušky, župany, aj.).

34 Tab. 1. Základní parametry materiálu

příze 100% CO

nominální zákrut

Z [m^-1] zákrutový koeficient am [ktex2/3

m-1 ]

Jmenovité množství polepu šlichty [%]

Jmenovitá jemnost

T [tex] druh příze

8,4 česaná 1340 55 9

10 česaná 1200 56 9

20 česaná 940 69 9

25 mykaná 800 68 7

Příze, které jsou uvedeny v tabulce tab. 1. byly podrobeny šlichtování. Použito bylo šlichtování válové – stroj SUCKER 1. Na vzorky o jemnosti 8,4 tex a 20 tex byla použita šlichta Polytex 460 V BI. Na vzorky o jemnosti 20 tex a 25 tex byla použita šlichta Fibrotex a přídavkem INEXu. Šlichta byla zhotovena firmou Henkel. Teplota při vaření šlichty byla 80 °C – 110 °C a doba vaření (kombinace tlakového vaření a vaření bez tlaku) byla 20 – 35 min dle typu připravované osnovy. Množství polepu šlichty nanášeného na materiál bylo 9 % u přízí o jemnosti 8,4 tex, 10 tex a 20 tex, u jemnosti 25tex bylo množství polepu nanášeného na materiál 7 %. Pro všechny typy přízí byla zvolena povrchová úprava voskem od firmy Grünau Wachs.

3.2. Hodnocení vybraných vlastností přízí

Vzorky režných i šlichtovaných přízí byly před měřením klimatizovány.

Ovzduší v klimatizační místnosti mělo relativní vlhkost vzduchu (65 ± 2) % a teplotu (20 ± 2) °C podle normy ČSN EN 20139. Klimatizace probíhala vždy minimálně 48 hodin před měřením. [26]

Měření jemnosti přízí probíhalo dle normy ČSN EN ISO 2060 pásmovou metodou. Způsob měření je popsán v kapitole 2.2.1. v metodice měření jemnosti přízí.

Zváženo bylo vždy pět vzorků od každé jmenovité jemnosti. Experimentální hmotnost byla poté vypočtena dle vzorce (2). Procento polepu vychází ze změny jemnosti příze dané hmotností šlichty. Z tohoto důvodu byla jemnost hodnocena také u šlichtované příze a následně bylo dle vztahu (3) vypočteno procento polepu. Jelikož byly šlichtované příze dodány cca. v 1 m odstřihu, vážení šlichtovaných přízí probíhalo ve svazku s počtem odstřižených přízí, které svojí úhrnnou délkou odpovídaly 100 m.

Získaná data byla zpracována analýzou malých výběrů v QC Expertu.

35

Průměrné hodnoty spolu s intervalem spolehlivosti jemnosti jsou zaznamenány v příloze G v tab. 6.

Zákruty přízí byly měřeny pouze u režných přízí, jelikož díky šlichtování jsou zákruty fixovány. Byla použita nepřímá metoda s napínačem a omezovačem dle normy ČSN 80 0701. Postup měření je popsán v kapitole 2.2.2. v metodice měření zákrutů přízí. Upínací délka příze byla 500 mm a každé příze bylo provedeno 50 měření. Při stanovení počtu zákrutů byly příze definovaně předpjaty, byly zatíženy závažíčky dle jemnosti příze (8,4 tex – 3 g, 10 tex – 4 g, 20 tex – 8 g, 25 tex – 10 g).

Získaná data byla statisticky zpracována v QC Expertu. Homogenita a normalita dat byla potvrzena (v případě nutnosti byla odstraněna vybočující měření) a průměrné hodnoty spolu s intervalem spolehlivosti zákrutů jsou uvedeny v příloze G v tab. 6.

Průměr příze 2DØ, tvar průřezu Shape, hustota přízí Density (vnitřní značení Uster, jinak se značí jako ρ), hmotná nestejnoměrnost CVm, chlupatost H, směrodatné odchylky chlupatosti sH a vady (Silná Thick a slabá Thin místa a nopky Neps) byly sledovány prostřednictvím USTER TESTER 4. Příze byla navedena pomocí vodičů přes optická čidla a mezi desky kondenzátoru. Každý vzorek příze byl proměřován 5 krát v úhrnné délce 1 km rychlostí 400 m/min. Postup měření je blíže specifikován v kapitole 2.2.3 v metodice měření průměru přízí, dále v kapitole 2.2.4. v metodice měření hmotné nestejnoměrnosti a vad v přízi a v kapitole 2.2.5. v metodice měření chlupatosti přízí. Hodnocení hmotné nestejnoměrnosti proběhlo dle normy ČSN 80 0706. Výsledné protokoly z Uster Tester 4 (viz. výše uvedené charakteristiky zkoumaných přízí) jsou v příloze A. Průměrné hodnoty průměru 2DØ jsou uvedeny v příloze G v tab. 6.

Získané výsledky vybraných charakteristik pro testovaný soubor přízí byly porovnávány se světovou produkcí prostřednictvím Uster Statistic. Porovnávány byly tyto charakteristiky zkoumaných přízí: průměr 2DØ, tvar průřezu Shape, hustota přízí Density (vnitřní značení Uster, jinak se značí jako ρ), hmotná nestejnoměrnost CVm, variační koeficient hmotné nestejnoměrnosti CVmb, chlupatost H, variační koeficient chlupatosti CVHb, směrodatná odchylka chlupatost sH, slabá Thin a silná Thick místa a nopky Neps.

Uster Statistic shromažďuje celosvětové údaje o nestejnoměrnosti vyráběných přízí. Slouží k porovnání parametrů hmotné nestejnoměrnosti analyzované příze s ostatními na trhu. Firma vydává informace v podobě grafů. Na ose x je vždy