玻璃纤维长丝纱断丝检测技术研究

摘要

玻璃纤维长丝纱是一种性能优异的无机非金属材料，玻璃纤维长丝纱很容易磨损，形成断丝，因此，断丝数是玻璃纤维长丝的一个重要质量指标。目前也没有专用玻璃纤维检测设备，传统设备存在着多处不适应玻璃纤维长丝纱特性的缺点，这种不适在很大程度上影响了玻璃纤维长丝纱断丝检测的准确度。目前，玻璃纤维长丝纱断丝的检测，仍然是一个难题。
　　本课题在前人对现有毛羽（断丝）检测仪器开发研究的基础上，探索适合玻璃纤维长丝纱断丝检测的两大常见基本原理：投影计数法测试原理和全毛羽光电测试原理，结合目测法、静电法等断丝测试基本原理，通过大量的尝试实验，提供适合玻璃纤维长丝纱断丝检测仪器的改进措施，为提高玻璃纤维断丝检测质量作参考。
　　本文研究的主要内容和结论如下：
　　（1）宏观尺度和微观尺度下观察并总结玻璃纤维长丝纱的常见断丝外观形态，进一步分析断丝来源。
　　玻璃纤维长丝纱的三种常见断丝外观形态为稀软长毛、硬刺毛、圈圈毛。原丝集束不良，脱离长丝纱主体，产生散丝，特别是玻璃纤维长丝纱边缘的散丝，磨断磨毛，形成稀软长毛。稀软长毛在运动过程中缠结另一根纤维，引起纤维剪切断裂，断裂的纤维继续缠结新的纤维，被“剪断”的纤维又扭结其他纤维，更多的玻璃纤维发生剪切断裂形成断丝，最后积累成一片断丝，形成圈圈毛。玻璃纤维长丝纱在高速弯曲条件下经过导纱器件，极易形成硬刺毛。
　　（2）研究投影计数法测试原理和全毛羽光电测试原理对玻璃纤维长丝纱断丝的适用性。
　　玻璃纤维纱线主体和断丝之间的界限模糊不清，玻璃纤维断丝散射入射光线引发的光信号变化量微弱，造成单位长度下玻璃纤维断丝数平均值变化明显，带来检测结果的不确定性和不可靠性。这说明：全毛羽光电测试原理不适合用来检测玻璃纤维长丝纱的断丝。
　　投影计数法测试原理下，所检测到的0根、1根、2根和3根断丝信号与实际断丝数目非常吻合，基于投影计数法测试原理的断丝检测仪器能够对玻璃纤维长丝纱少量断丝信号进行有效识别，投影计数法测试原理适合作为玻璃纤维长丝纱断丝的检测原理。
　　（3）结合静电法和投影计数法，探索适合用来检测玻璃纤维长丝纱断丝检测的方法。在改进装置中，研究检测速度对玻璃纤维长丝纱断丝检测的影响，探讨最佳检测速度。
　　在静电场中，玻璃纤维长丝纱各个侧面的断丝被吸引到同一个方向，且与玻璃纤维长丝纱呈90°夹角，在这种条件下，能有效检测玻璃纤维长丝纱的断丝数。在10m/min检测速度中，4mm读取点处为300tex的玻璃纤维长丝纱断丝数读取点。随着玻璃纤维长丝纱断丝检测速度的增大，毛羽仪测得断丝数的准确度不断降低，YG172型毛羽仪对300tex的玻璃纤维长丝纱断丝进行检测的最大速度为30m/min。
　　（4）探讨玻璃纤维长丝纱的线密度对玻璃纤维长丝纱断丝检测的影响。
　　在毛羽仪10m/min检测速度下，YG172型毛羽仪可以用来对玻璃纤维断丝进行检测，2mm读取点处为68tex的玻璃纤维长丝纱断丝数读取点。玻璃纤维长丝纱越细，最佳读取点的数值越小。

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第1章 绪论

1.1 前言

1.2玻璃纤维的概况

1.2.1玻璃纤维的性能

1.2.2玻璃纤维的应用

1.3玻璃纤维长丝纱断丝的概况

1.3.1玻璃纤维长丝纱断丝的形态

1.3.2玻璃纤维长丝纱断丝检测的重要性

1.4断丝检测原理

1.4.1国内外断丝检测原理现状

1.4.2常见断丝检测原理介绍

1.5 本课题研究的主要内容与意义

1.5.1 本课题研究的主要内容

1.5.2 本课题的研究意义

第2章玻璃纤维长丝纱断丝的形态及其来源分析

2.1试验设计

2.1.1 试样制备

2.1.2 测试方法

2.2实验结果及讨论

2.2.1 玻璃纤维长丝纱经过导纱装置前后形态

2.2.2正常无断丝玻璃纤维长丝纱形态

2.2.3 三种常见断丝的典型形态

2.2.4 三种常见断丝的来源分析

2.3本章小结

第3章玻璃纤维长丝纱断丝的检测技术的探索

3.1 试验设计

3.1.1全毛羽光电测试原理下玻璃纤维长丝纱断丝检测

3.1.2投影计数法测试原理下玻璃纤维长丝纱断丝检测

3.1.3投影计数法测试原理和目测法下玻璃纤维长丝纱断丝检测

3.1.4投影计数法测试原理、目测法和静电法下玻璃纤维长丝纱断丝检测

3.2 实验结果及讨论

3.2.1全毛羽光电测试原理下玻璃纤维长丝纱断丝检测结果准确性的探索

3.2.2投影计数法测试原理下玻璃纤维长丝纱断丝检测结果准确性的探索

3.2.3 投影计数法测试原理和目测法下玻璃纤维长丝纱断丝检测结果准确性的探索

3.2.4 投影计数法测试原理、目测法和静电法下玻璃纤维长丝纱断丝检测结果准确性的探索

3.3 本章小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的著作

致谢