[发明专利]基于质量分级对纱线毛细孔径分布的测定装置和方法

权利要求书

1.根据权利要求1所述的基于质量分级法测量纱线毛孔经分布的装置，其特征是，所述的液体槽置于矩形纱线框架悬挂装置正下方，用于承接悬垂的纱线，使之浸入液体中；

2.根据权利要求1所述的基于质量分级法测量纱线毛细孔经分布的装置，其特征是：所述的纱线切割板用于对作为统计级分的各段含液纱线的切割。切割板由衬板和模板组成，衬板为矩形刚性板，其长度大于纱线内液体的极限上升高度，其宽度等于或大于模板的长度；

3.根据权利要求1所述的基于质量分级法测量纱线毛细孔经分布的装置，其特征是：所述的切割板为矩形刚性板，并列固定在衬板上面，其长度方向与衬板的长度方向垂直，模板宽度即需要切割的各段纱线的长度，模板宽度d乘以模板数n就等于纱线内液体的极限上升高度h，宽度d越大，一次黏附的纱线数目越多。模板数就是质量分级的级分数，模板间缝隙宽度为0.01-0.5毫米，仅能容下切割刀或波束伸进去切割，切割板的长度大于纱线内液体的极限上升高度，宽度根据要切割的纱线根数确定，一次切割的纱线越多，切割板宽度越大；

4.一种与上述装置匹配的基于质量分级法测量纱线毛细孔经分布的方法其特征是

a.准备用于测定的纱线，该纱线可由天然和/或化学纤维构成，将纱线由织物中拆出，根据材质不同进行前处理，用洗涤剂和/或有机溶剂将纱线上污物去除，冲洗、干燥备用；

b.准备用于测定的液体，包括所有对纱线润湿的液体，即液体对纱线的接触角小于90度；

c.观测极限毛细上升高度和静置时间，用以确定切割的级分数。将液体加入不与纤维产生吸附和反应的甲基橙等惰性染料，纱线挂装在悬挂装置上，样片保持伸直和垂直，其下端正好埋入液面，将其置于10-60℃、相对湿度为5-100％和0.7-1.2大气压的恒温恒湿和气压环境中，静置直至纱线内液面不再上升；

d.用矩形框架装置悬挂纱线，将10-300根纱线固定在上板沟槽中，然后穿过底板的沟槽，每根下端系上一小重物浸入液体中，保持垂直悬吊并不与沟槽接触，底板和液面之间保留一段1-2cm间隔，这是纱线浮水区，不称重和计入纱线孔尺寸；

e.将装置放入10-60℃、相对湿度为5-100％和0.7-1.2大气压的恒温恒湿和气压环境中，静置达到c所述时间，可确定纱线中液面不再上升，可以进行切割；

f.在步骤f的恒温恒湿和气压条件下，将切割板靠近所要切割的悬垂着的一组纱线，每个模板上贴有双面胶，将宽度与切割板匹配的一组纱线粘贴在个个模板上，用小刀将纱线黏住

g.的下端和上端割断，先割下端再割上端，再移动切割板靠近另一组纱线，进行粘贴和切割，逐次进行同样操作，直至将所有悬挂纱线切割完毕；

h.沿切割板各模板间缝隙将纱线割成n个小段，将各含液段纱线连同模板和双面胶分别称重得到湿重，干燥除去液体后在步骤f的恒温恒湿条件下放置至达到平衡，再称重得到干重；

i.所得的纱线级分，从下往上测试小条序号递增，共n+1个测试小条，通过将各测试小条的湿重减去干重，得到测试小条所含液体重量分别为m₁，m₂…m_n，m_n+1，通过本发明申请人提出的新公式进行数据处理，得到各段纱线级分内孔中液体量占整个样片总含液量的百分比C_n，式中m_n、m_n+1分别为相邻两段测试小条中下方和上方测试小条的含液量；

j.建立孔径和测试小条对应高度间的关系式求出对应高度测试小条内含液体

的孔的半径R，式中γ、θ、ρ、h和g分别为液体表面张力、接触角、密度、各个测试小条在悬挂样片中的高度和重力加速度。

k.根据步骤f的数据处理结果得出的布样不同高度测

l.试小条含液量百分比Cn，再结合步骤i中公式求得测试相应高度小条内含液体孔的对应孔径，二者对画作图，得到样片按体积计算的毛细孔径分布直方图，并进一步得到孔径连续分布的曲线图和累积图。

m.根据上述各组权重数据C_n和对应的孔半径数据，通过加权平均公式计算得到样片的平均孔径。

5.根据权利要求5所述的采用质量分级法对纱线毛细孔径分布的测定方法，其特征在于步骤f，g中切割方法为机械、化学、电热、光化学、电化学、激光、电磁波和等离子束方法。