[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种纱线毛细孔径分布的测定方法。

背景技术

织物的润湿性对于其湿加工和热湿舒适性都是至关重要的。作为两端开口、部分有序的毛细孔集合体，织物的润湿性通常与其毛细孔分布密切相关，因为无论是湿加工或者服用过程中，水分、有机溶剂及汗液的输运都主要是在毛细孔中进行，其中涉及的吸附、扩散、渗透、蒸发等过程都依赖于毛细孔的构造(形状、粗糙度、大小、分布等)。鉴于织物结构的复杂性，长期以来测量织物润湿性的方法都是在较毛细孔更大尺度上的度量，主要包括：毛细芯吸法、液滴法、沉降法等，由于没能与织物的毛细孔结构直接关联，制约了深入研究织物润湿行为的本质和进一步定量化测定。国内外都是根据织物几何结构参数由公式计算织物毛细孔半径，或简化为平均孔径及最大、最小孔径的处理，难以满足定量表征种类纷繁的织物结构导致的润湿行为的差异，制约了对染色、后整理加工工艺甚至织物的热湿舒适性等性能的控制。齐宏进等已经申报了基于质量分级法的沿织物平面的孔径分布测试方法的发明专利(申请号：200910194353.9)但迄今还没见有关测定沿纱线轴线毛细孔经分布的报道。众所周知，纱线与织物的构型极大地不同，纱线是织物的主要组成部分，纱线的孔结构很大程度上决定了织物的孔结构。但是我们的研究发现，织物的孔径分布并不等于纱线孔径分布的简单加和。因此测定纱微米级线孔结构对深入了解织物孔结构进一步精确控制湿加工和织物热湿性能很有必要。尽管本发明提出的质量分级法测定沿纱线轴线毛细孔经分布的原理与前期提出的申请号为200910194353.9的织物孔径分布测定基本相同，但由于纱线的特殊线状构型和更小的尺寸，基于这种原理对纱线的测定方法和装置明显不同。而且，对差减计算公式进行改进，提出了新的含液量百分数计算公式提高了计算和测试精度。本发明叙述了质量分级原理并着重提出了一种新的测定方法和设计了相应的新装置，可以采用不同级分数测定的棉纱线毛细孔径分布的直方图、微分曲线图。这并非是根据几何结构计算得到的，而是通过毛细升高测量得到的直接与纱线甚至织物润湿行为关联的孔径分布。依据这两类图，可以定量地分析对比纱线孔径分布及数据的精度和重现性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用质量分级法对柔性的纱线毛细孔径分布的电测方法，快速、简便和准确测定沿织物平面毛细孔径的分布。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于质量分级法测量纱线毛细孔径分布的装置和方法。

其装置包括：纱线悬挂矩形框架装置，液体槽和纱线切割板，其中：

矩形框架装置用于悬挂纱线进行芯吸，该装置由上下两个矩形刚性板和四个支撑立柱组成，两个板上有多条平行通透沟槽，槽宽度大于纱线直径，槽之间距离尽量紧密但不能发生毛细作用，槽的长度和数目依据测定需要决定，槽越多、越长，悬挂的纱线数目越多，求平均值得到的含液量数据测量精度越高；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；

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；模板为矩形刚性板，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；

采用质量分级法对纱线毛细孔径分布的测定方法包括：

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；