本发明是一种醋酸纤维截面形状及径向异形度的检测方法。由样品预制和样品检测两部份组成:样品的丝束预制用取样器完成,取样器的构成为:由取样器基体、丝股压板、前定位挡块和后定位挡块构成,取样器基体上面有若干丝股固定槽,和丝带固定槽,取样器基体与丝股压板通过压紧螺栓连接,前定位挡块和后定位挡块分别在取样器基体尾端的两侧;用丝束预制用取样器预制样品;用激光扫描显微镜检测预制样品中的丝束截面,测量纤维截面的外接圆半径和内接圆半径,即可得到每根纤维的径向异形度测试结果,实现单股丝束的径向异形度检测。实现了整根丝股、整根丝束径向异形度的自动快速检测。从样品预制到检测完成不超过2小时,操作简单,测试准确性高。
1.一种醋酸纤维截面形状及径向异形度的检测方法,其特征在于由样品预制和样品检测两部份组成:1)样品的丝束预制用取样器完成,取样器的构成为:由取样器基体、丝股压板、前定位挡块和后定位挡块构成,取样器基体上面有若干丝股固定槽,丝带固定槽,取样器基体与丝股压板通过压紧螺栓连接,前定位挡块和后定位挡块分别在取样器基体尾端的两侧;2)样品的预制:准备所需检测的丝股样品,首先在取样器的侧面粘贴双面胶带,打开取样器丝股压板,将丝股嵌入丝股固定槽或丝带固定槽后,将丝股样品拉直,放入丝股固定槽中,向下轻拉嵌稳;并将丝股的两端粘贴在双面胶带上,进行初步固定;重复操作依次将所有待检丝股放入丝股固定槽中;用压紧螺帽和压紧螺栓通过丝股压板将丝股固定槽中的纤维压紧,保证丝纤维在丝股固定槽中内固定无松动;最后使用切片刀片沿取样器基体表面切断丝股,保留在取样器中固定槽内的纤维切断端面,即是需要检测的纤维截面形状,样品制作完成,待检;3)用激光扫描显微镜检测丝束截面,将丝束截面取样器放在激光扫描显微镜的载物台上,测试端面向上,用低率倍检测物镜,找到第一根和最后一根丝股,设定总根数,给定每根丝股的实际检测范围;然后使用高倍物镜进行检测,产生高精度局部图片,局部图片中的图形对应的是在此区域存在的每根纤维截面形状的单丝检测结果,检测系统自动对局部图片进行连续拼接成为一张图片,此图片中能“无缝”拼接出整根丝股的每根纤维的截面形状;放大查阅此图片,即可观察纤维的截面形状有无异常;从图片中提取每个截面图形轮廓,测量纤维截面的外接圆半径和内接圆半径,即可得到每根纤维的径向异形度测试结果,实现单股丝束的径向异形度检测。
2.根据权利要求1所述的醋酸纤维截面形状及径向异形度的检测方法,其特征在于所述丝束预制用取样器丝股固定槽为正方形或矩形。技术领域
本发明涉及纤维检测技术领域,具体是一种醋酸纤维截面形状及径向异形度的检测方法。
背景技术
截面形状是表征纤维品质特性的基本参数,径向异形度是描述异形纤维截面形状差别化特性的量化参数。随着国家对卷烟降焦减害要求的不断增强,烟草企业对烟用滤嘴的过滤性能及其稳定性要求不断提高,对烟用丝束截面形状的量化检测需求日益增强。丝束截面异形度的大小与丝束的产率、烟用滤棒的过滤性能直接相关,因此,2009年烟草行业修订颁布实施的“YC/T169烟用丝束理化性能的测定”方法标准首次建立了“丝束径向异形度”指标,并推出了应用生物显微镜进行的“截面形状和径向异形度”测定方法标准YC/T169.6-2009。但由于该方法耗时长、效率低、对测试人员的技能要求很高,难以得到广泛应用,即使是烟用丝束的专业生产企业,由于受到测试效率的严重制约,一直未能实现将异形度测试结果直接用于指导生产过程中的产率调控。YC/T169.6-2009“截面形状和径向异形度”测试方法存在的不足:样品预制耗时长,超过6小时。石腊制膜:从石腊热熔化、浇铸到模具中,待自然冷却固化,需要数小时。为了保证固化完全,通常需摆放到第二天再进行下一步骤;腊膜切片粘贴:用胶水将切好的腊膜粘在载玻片上后,必须等胶水干透才能进入下一步序,至少需30分钟;试剂浸泡洗去载玻片上的腊膜:先用二甲苯浸泡两遍,再用无水乙醇浸泡两遍,等待自然干燥,需要1小时。检测耗时长,效率低,一组包含30根纤维数据的检测耗时至少20分钟。该方法在显微镜下完成拍照后,借助电脑图像测试系统,靠人工逐根点选照片中纤维的截面内截圆半径、外接圆半径各30次。YC/T169.6-2009方法规定,1次试验需测试三组,耗时1小时。样品预制对测试人员的技能要求高。特别是使用切片机将纤维腊膜切成10微米厚薄片这道工序,每个步骤操作不当都可能导致试验失败。过程中使用的化学试剂二甲苯属于高闪点易燃危险品。每次试验可检测的丝束根数共90根,测试结果的代表性受到限制。该方法规定每次试验共包含三组检测,每组30根,共计90,xa0而一个喷丝头喷出的丝股包含的单丝达250-350根,一条丝束带包含的单丝超过1万根,是不可能进行全检的,此测试方法有很多局限性。目前使用的常规光学观察纤维截面形状检测方法,只能用于纤维形状的抽检,不能对产品的全部纤维截面进行检测,且检测低效率,不能满足通过检测纤维截面,来指导实际工况,去消除异常的纤维截面形状。因此,找到一个检测方法,对丝束产品的所有纤维形状进行检测,并消除异常的纤维形状,从面全面控制丝束在甬道内的成形,以达到、保证产品中纤维截面的一致性,从本质上消除纤维生产中单丝形状差异,控制纤维截面形状的一致性和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速、准确检测醋酸纤维丝束截面形状与径向异形度的方法。本发明研制出一种快速的丝束截面取样器,以达到满足控制实际工况的检测需求,提高纤维截面的制样速度。丝束截面取样器配合一种全新的纤维截面形状检测方法,用激光扫描显微镜检测丝束截面,取代目前使用的低效率常规光学观察纤维截面形状检测方法。可连续快速检测整个单根丝股(一个喷丝头中的数百根单丝)、整根丝束带(上万根单丝)丝束径向异形度,有效解决了现有丝束截面形状和径向异形度测试方法存在的效率低与数据代表性的问题。本发明是这样实现的:本发明是由样品预制和样品检测两部份组成。样品的丝束预制用取样器完成,取样器的构成为:由取样器基体、丝股压板、前定位挡块和后定位挡块构成,取样器基体上面有若干丝股固定槽,和丝带固定槽,取样器基体与丝股压板通过压紧螺栓连接,前定位挡块和后定位挡块分别在取样器基体尾端的两侧。依据纤维根数的截面积设定丝股固定槽形状和尺寸,开槽形状为正方形或为矩形,用于夹持尺寸微小且质地较软的纤维,使纤维直立,丝束截面取样器用于简便切开纤维的横断面,以便在激光扫描显微镜上观察检测。使用低倍率物镜的广视野,来确定检测范围和检测位置;使用高倍率物镜的狭窄视野进行检测;然后使用图形拼接技术,将狭窄视野检测得到的多张高精度图片进行连续xa0“无缝”拼接成为一张图片,来实现丝股中每根纤维截面的全部检测。本发明的积极效果如下:1.xa0显著缩短样品预制耗时:样品的预制时间从6小时以上,缩短至30分钟以内;2.xa0显著缩短测试耗时:原人工方法1次实验测试90根单丝,耗时1小时(主要是样品制作耗时过长,且有制样失败的可能);新的自动测试方法1次实验可测试多个丝股固定槽内的所有纤维,每个丝股固定槽内的检测耗时约30分钟。3.xa0操作简便。该方法对测试人员无特殊的技能要求,抽样不佳可迅速重新制作样品;4.xa0该方法未涉及化学药品的使用;5.xa0抽检变为全检,该方法通过快速自动扫描全检的方式彻底解决了受限于测试根数而引发的检测结果的代表性问题;6.xa0指导性强。由于该方法实现了整个喷丝头、整根丝带的纤维截面形状和径向异形度快速检测,提供了一种可靠的测试方案,可为醋纤丝束生产过程中的核心指标“产率”的控制引入全新的监测技术手段。从样品预制到检测完成全过程耗时短,操作简单,可准确找到出现问题的喷丝头,将其更换,可直接用于指导丝束生产的过程控制。本发明的方法实现了整根丝股、整根丝束带丝束径向异形度的自动快速准确检测。该方法一次完成多个或全部喷丝头纺出单部位所有单丝,或完成整根丝束带上万根单丝的径向异形度检测。从样品预制到检测完成全过程耗时不超过2小时,操作简单,测试准确性高,可直接用于指导丝束生产的过程控制。
附图说明
图1是本发明的丝束预制用取样器的结构示意图。图2是用丝束预制用取样器在激光扫描显微镜下检测示意图。图中,1-后定位挡块,2-丝股压板,3-压紧螺帽,4-压紧螺栓,5-压紧铰链孔,6-丝带固定槽,7-丝股固定槽,8-取样器基体,9-前定位挡块,10―激光扫描显微镜,11―检测物镜,12―丝束截面取样器。
具体实施方式
如图1所示,本发明的样品的丝束预制用取样器的构成为:由取样器基体8、丝股压板2、前定位挡块9和后定位挡块1构成,取样器基体8上面有若干丝股固定槽7,和丝带固定槽6,取样器基体8与丝股压板2通过压紧螺栓4连接,前定位挡块9和后定位挡块1分别在取样器基体8尾端的两侧。依据单根纤维线密度和单股纤维线密度,来设定取样器中丝股固定槽的矩形截面积,依据所需检测丝股个数设定丝股固定槽的个数。依据纤维根数的截面积设定丝股固定槽7的尺寸,开槽形状为正方形或为矩形,用于夹持尺寸微小且质地较软的纤维,使纤维直立,丝束截面取样器用于简便切开纤维的横断面,以便在激光扫描显微镜上观察检测。本检测方法采用了激光扫描显微镜来检测丝束截面形状(如附图2所示)。使用低倍率物镜的广视野,来确定检测范围和检测位置;使用高倍率物镜的狭窄视野进行检测;然后使用图形拼接技术,将狭窄视野检测得到的多张高精度图片进行连续xa0“无缝”拼接成为一张图片,来实现丝股中每根纤维截面的全部检测。xa0样品的预制:准备所需检测的丝股样品,首先在取样器的侧面粘贴双面胶带,打开取样器丝股压板2,将丝股嵌入丝股固定槽7(单股测试孔)或丝带固定槽6(丝带测试孔)后,将丝股样品拉直,放入丝股固定槽中,向下轻拉嵌稳;并将丝股的两端粘贴在双面胶带上,进行初步固定;重复操作依次将所有待检丝股放入丝股固定槽中;使用压紧螺帽3和压紧螺栓4将丝股压板2、丝股固定槽7中的纤维压紧,保证丝纤维在丝股固定槽中内固定无松动;最后使用切片刀片沿取样器基体8表面切断丝股,保留在取样器中固定槽内的纤维切断端面,即是需要检测的纤维截面形状,样品制作完成,待检。样品检测:将丝束截面取样器3放在激光扫描显微镜的载物台上,测试端面向上,使用低率倍检测物镜11找到第一根和最后一根丝股,设定总根数,给定每根丝股的实际检测范围;然后使用高倍物镜进行检测,产生高精度局部图片,局部图片中的图形对应的是在此区域存在的每根纤维截面形状的单丝检测结果,检测系统自动对局部图片进行连续拼接成为一张图片,此图片中能“无缝”拼接出整根丝股的每根纤维的截面形状;人工放大查阅此图片,即可观察纤维的截面形状有无异常。在检测系统中从图片中提取每个截面图形轮廓,测量纤维截面的外接圆半径和内接圆半径,即可得到每根纤维的径向异形度测试结果,来实现单股丝束的径向异形度检测。