專利名稱：一種醋酸纖維截面形狀及徑向異形度檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是ー種醋酸纖維截面形狀及徑向異形度的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
截面形狀是表征纖維品質(zhì)特性的基本參數(shù)，徑向異形度是描述異形纖維截面形狀差別化特性的量化參數(shù)。隨著國(guó)家對(duì)卷煙降焦減害要求的不斷增強(qiáng)，煙草企業(yè)對(duì)煙用濾嘴的過濾性能及其穩(wěn)定性要求不斷提高，對(duì)煙用絲束截面形 狀的量化檢測(cè)需求日益增強(qiáng)。絲束截面異形度的大小與絲束的產(chǎn)率、煙用濾棒的過濾性能直接相關(guān)，因此，2009年煙草行業(yè)修訂頒布實(shí)施的“YC/T169煙用絲束理化性能的測(cè)定”方法標(biāo)準(zhǔn)首次建立了 “絲束徑向異形度”指標(biāo)，并推出了應(yīng)用生物顯微鏡進(jìn)行的“截面形狀和徑向異形度”測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)YC/T169. 6-2009。但由于該方法耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、對(duì)測(cè)試人員的技能要求很高，難以得到廣泛應(yīng)用，即使是煙用絲束的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，由于受到測(cè)試效率的嚴(yán)重制約，一直未能實(shí)現(xiàn)將異形度測(cè)試結(jié)果直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)過程中的產(chǎn)率調(diào)控。YC/T169. 6-2009 “截面形狀和徑向異形度”測(cè)試方法存在的不足
樣品預(yù)制耗時(shí)長(zhǎng)，超過6小吋。石臘制膜從石臘熱熔化、澆鑄到模具中，待自然冷卻固化，需要數(shù)小時(shí)。為了保證固化完全，通常需擺放到第二天再進(jìn)行下ー步驟；
臘膜切片粘貼用膠水將切好的臘膜粘在載玻片上后，必須等膠水干透才能進(jìn)入下一步序，至少需30分鐘；
試劑浸泡洗去載玻片上的臘膜先用ニ甲苯浸泡兩遍，再用無水こ醇浸泡兩遍，等待自然干燥，需要I小吋。檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，ー組包含30根纖維數(shù)據(jù)的檢測(cè)耗時(shí)至少20分鐘。該方法在顯微鏡下完成拍照后，借助電腦圖像測(cè)試系統(tǒng)，靠人工逐根點(diǎn)選照片中纖維的截面內(nèi)截圓半徑、外接圓半徑各30次。YC/T169. 6-2009方法規(guī)定，I次試驗(yàn)需測(cè)試三組，耗時(shí)I小時(shí)。樣品預(yù)制對(duì)測(cè)試人員的技能要求高。特別是使用切片機(jī)將纖維臘膜切成10微米厚薄片這道エ序，每個(gè)步驟操作不當(dāng)都可能導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。過程中使用的化學(xué)試劑ニ甲苯屬于高閃點(diǎn)易燃危險(xiǎn)品。每次試驗(yàn)可檢測(cè)的絲束根數(shù)共90根，測(cè)試結(jié)果的代表性受到限制。該方法規(guī)定毎次試驗(yàn)共包含三組檢測(cè)，每組30根，共計(jì)90，而ー個(gè)噴絲頭噴出的絲股包含的單絲達(dá)250 一 350根，一條絲束帶包含的單絲超過I萬根，是不可能進(jìn)行全檢的，此測(cè)試方法有很多局限性。目前使用的常規(guī)光學(xué)觀察纖維截面形狀檢測(cè)方法，只能用于纖維形狀的抽檢，不能對(duì)產(chǎn)品的全部纖維截面進(jìn)行檢測(cè)，且檢測(cè)低效率，不能滿足通過檢測(cè)纖維截面，來指導(dǎo)實(shí)際エ況，去消除異常的纖維截面形狀。因此，找到一個(gè)檢測(cè)方法，對(duì)絲束產(chǎn)品的所有纖維形狀進(jìn)行檢測(cè)，并消除異常的纖維形狀，從面全面控制絲束在甬道內(nèi)的成形，以達(dá)到、保證產(chǎn)品中纖維截面的一致性，從本質(zhì)上消除纖維生產(chǎn)中單絲形狀差異，控制纖維截面形狀的一致性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種快速、準(zhǔn)確檢測(cè)醋酸纖維絲束截面形狀與徑向異形度的方法。本發(fā)明研制出ー種快速的絲束截面取樣器，以達(dá)到滿足控制實(shí)際エ況的檢測(cè)需求，提高纖維截面的制樣速度。絲束截面取樣器配合一種全新的纖維截面形狀檢測(cè)方法，用激光掃描顯微鏡檢測(cè)絲束截面，取代目前使用的低效率常規(guī)光學(xué)觀察纖維截面形狀檢測(cè)方法?？蛇B續(xù)快速檢測(cè)整個(gè)單根絲股(一個(gè)噴絲頭中的數(shù)百根單絲)、整根絲束帶(上萬根單絲)絲束徑向異形度，有效解決了現(xiàn)有絲束截面形狀和徑向異形度測(cè)試方法存在的效率低
與數(shù)據(jù)代表性的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明是由樣品預(yù)制和樣品檢測(cè)兩部份組成。樣品的絲束預(yù)制用取樣器完成，取樣器的構(gòu)成為由取樣器基體、絲股壓板、前定位擋塊和后定位擋塊構(gòu)成，取樣器基體上面有若干絲股固定槽，和絲帶固定槽，取樣器基體與絲股壓板通過壓緊螺栓連接，前定位擋塊和后定位擋塊分別在取樣器基體尾端的兩側(cè)。依據(jù)纖維根數(shù)的截面積設(shè)定絲股固定槽形狀和尺寸，開槽形狀為正方形或?yàn)榫匦?，用于夾持尺寸微小且質(zhì)地較軟的纖維，使纖維直立，絲束截面取樣器用于簡(jiǎn)便切開纖維的橫斷面，以便在激光掃描顯微鏡上觀察檢測(cè)。
使用低倍率物鏡的廣視野，來確定檢測(cè)范圍和檢測(cè)位置；使用高倍率物鏡的狹窄視野進(jìn)行檢測(cè)；然后使用圖形拼接技術(shù)，將狹窄視野檢測(cè)得到的多張高精度圖片進(jìn)行連續(xù)“無縫”拼接成為ー張圖片，來實(shí)現(xiàn)絲股中每根纖維截面的全部檢測(cè)。本發(fā)明的積極效果如下
1.顯著縮短樣品預(yù)制耗時(shí)樣品的預(yù)制時(shí)間從6小時(shí)以上，縮短至30分鐘以內(nèi)；
2.顯著縮短測(cè)試耗時(shí)原人工方法I次實(shí)驗(yàn)測(cè)試90根單絲，耗時(shí)I小時(shí)(主要是樣品制作耗時(shí)過長(zhǎng)，且有制樣失敗的可能)；新的自動(dòng)測(cè)試方法I次實(shí)驗(yàn)可測(cè)試多個(gè)絲股固定槽內(nèi)的所有纖維，每個(gè)絲股固定槽內(nèi)的檢測(cè)耗時(shí)約30分鐘。3.操作簡(jiǎn)便。該方法對(duì)測(cè)試人員無特殊的技能要求，抽樣不佳可迅速重新制作樣品;
4.該方法未涉及化學(xué)藥品的使用；
5.抽檢變?yōu)槿珯z，該方法通過快速自動(dòng)掃描全檢的方式徹底解決了受限于測(cè)試根數(shù)而引發(fā)的檢測(cè)結(jié)果的代表性問題；
6.指導(dǎo)性強(qiáng)。由于該方法實(shí)現(xiàn)了整個(gè)噴絲頭、整根絲帶的纖維截面形狀和徑向異形度快速檢測(cè)，提供了一種可靠的測(cè)試方案，可為醋纖絲束生產(chǎn)過程中的核心指標(biāo)“產(chǎn)率”的控制引入全新的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段。從樣品預(yù)制到檢測(cè)完成全過程耗時(shí)短，操作簡(jiǎn)單，可準(zhǔn)確找到出現(xiàn)問題的噴絲頭，將其更換，可直接用于指導(dǎo)絲束生產(chǎn)的過程控制。本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了整根絲股、整根絲束帶絲束徑向異形度的自動(dòng)快速準(zhǔn)確檢測(cè)。該方法一次完成多個(gè)或全部噴絲頭紡出單部位所有單絲，或完成整根絲束帶上萬根單絲的徑向異形度檢測(cè)。從樣品預(yù)制到檢測(cè)完成全過程耗時(shí)不超過2小時(shí)，操作簡(jiǎn)單，測(cè)試準(zhǔn)確性高，可直接用于指導(dǎo)絲束生產(chǎn)的過程控制。


圖I是本發(fā)明的絲束預(yù)制用取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是用絲束預(yù)制用取樣器在激光掃描顯微鏡下檢測(cè)示意圖。圖中，I 一后定位擋塊，2 —絲股壓板，3 —壓緊螺帽，4 ー壓緊螺栓，5 —壓緊鉸鏈孔，6 —絲帶固定槽，7 —絲股固定槽，8 —取樣器基體，9 一前定位擋塊，10 —激光掃描顯微鏡，11 ー檢測(cè)物鏡，12 —絲束截面取樣器。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的樣品的絲束預(yù)制用取樣器的構(gòu)成為由取樣器基體8、絲股壓板2、前定位擋塊9和后定位擋塊I構(gòu)成，取樣器基體8上面有若干絲股固定槽7,和絲帶固定槽6，取樣器基體8與絲股壓板2通過壓緊螺栓4連接，前定位擋塊9和后定位擋塊I分別在取樣器基體8尾端的兩側(cè)。依據(jù)單根纖維線密度和單股纖維線密度，來設(shè)定取樣器中絲股固定槽的矩形截面積，依據(jù)所需檢測(cè)絲股個(gè)數(shù)設(shè)定絲股固定槽的個(gè)數(shù)。依據(jù)纖維根數(shù)的截面積設(shè)定絲股固定槽7的尺寸，開槽形狀為正方形或?yàn)榫匦?，用于夾持尺寸微小且質(zhì)地較軟的纖維，使纖維直立，絲束截面取樣器用于簡(jiǎn)便切開纖維的橫斷面，以便在激光掃描顯微鏡上觀察檢測(cè)。本檢測(cè)方法采用了激光掃描顯微鏡來檢測(cè)絲束截面形狀(如附圖2所示)。使用低倍率物鏡的廣視野，來確定檢測(cè)范圍和檢測(cè)位置；使用高倍率物鏡的狹窄視野進(jìn)行檢測(cè)；然后使用圖形拼接技術(shù)，將狹窄視野檢測(cè)得到的多張高精度圖片進(jìn)行連續(xù)“無縫”拼接成為ー張圖片，來實(shí)現(xiàn)絲股中每根纖維截面的全部檢測(cè)。樣品的預(yù)制準(zhǔn)備所需檢測(cè)的絲股樣品，首先在取樣器的側(cè)面粘貼雙面膠帶，打開取樣器絲股壓板2，將絲股嵌入絲股固定槽7 (單股測(cè)試孔)或絲帶固定槽6 (絲帶測(cè)試孔)后，將絲股樣品拉直，放入絲股固定槽中，向下輕拉嵌穩(wěn)；并將絲股的兩端粘貼在雙面膠帶上，進(jìn)行初歩固定；重復(fù)操作依次將所有待檢絲股放入絲股固定槽中；使用壓緊螺帽3和壓緊螺栓4將絲股壓板2、絲股固定槽7中的纖維壓緊，保證絲纖維在絲股固定槽中內(nèi)固定無松動(dòng)；最后使用切片刀片沿取樣器基體8表面切斷絲股，保留在取樣器中固定槽內(nèi)的纖維切斷端面，即是需要檢測(cè)的纖維截面形狀，樣品制作完成，待檢。樣品檢測(cè)將絲束截面取樣器3放在激光掃描顯微鏡的載物臺(tái)上，測(cè)試端面向上，使用低率倍檢測(cè)物鏡11找到第一根和最后ー根絲股，設(shè)定總根數(shù)，給定每根絲股的實(shí)際檢測(cè)范圍；然后使用高倍物鏡進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生高精度局部圖片，局部圖片中的圖形對(duì)應(yīng)的是在此區(qū)域存在的每根纖維截面形狀的單絲檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)局部圖片進(jìn)行連續(xù)拼接成為ー張圖片，此圖片中能“無縫”拼接出整根絲股的每根纖維的截面形狀；人工放大查閱此圖片，即可觀察纖維的截面形狀有無異常。在檢測(cè)系統(tǒng)中從圖片中提取每個(gè)截面圖形輪廓，測(cè)量纖維截面的外接圓半徑和內(nèi)接圓半徑，即可得到每根纖維的徑向異形度測(cè)試結(jié)果，來實(shí)現(xiàn)單股絲束的徑向異形度檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.ー種醋酸纖維截面形狀及徑向異形度的檢測(cè)方法，其特征在于由樣品預(yù)制和樣品檢測(cè)兩部份組成 1)樣品的絲束預(yù)制用取樣器完成，取樣器的構(gòu)成為由取樣器基體、絲股壓板、前定位擋塊和后定位擋塊構(gòu)成，取樣器基體上面有若干絲股固定槽，和絲帶固定槽，取樣器基體與絲股壓板通過壓緊螺栓連接，前定位擋塊和后定位擋塊分別在取樣器基體尾端的兩側(cè)； 2)樣品的預(yù)制準(zhǔn)備所需檢測(cè)的絲股樣品，首先在取樣器的側(cè)面粘貼雙面膠帶，打開取樣器絲股壓板，將絲股嵌入絲股固定槽或絲帶固定槽后，將絲股樣品拉直，放入絲股固定槽中，向下輕拉嵌穩(wěn)；并將絲股的兩端粘貼在雙面膠帶上，進(jìn)行初歩固定；重復(fù)操作依次將所有待檢絲股放入絲股固定槽中；用壓緊螺帽和壓緊螺栓通過絲股壓板將絲股固定槽中的纖維壓緊，保證絲纖維在絲股固定槽中內(nèi)固定無松動(dòng)；最后使用切片刀片沿取樣器基體表面切斷絲股，保留在取樣器中固定槽內(nèi)的纖維切斷端面，即是需要檢測(cè)的纖維截面形狀，樣品制作完成，待檢； 3)用激光掃描顯微鏡檢測(cè)絲束截面，將絲束截面取樣器放在激光掃描顯微鏡的載物臺(tái)上，測(cè)試端面向上，用低率倍檢測(cè)物鏡，找到第一根和最后ー根絲股，設(shè)定總根數(shù)，給定每根絲股的實(shí)際檢測(cè)范圍；然后使用高倍物鏡進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生高精度局部圖片，局部圖片中的圖形對(duì)應(yīng)的是在此區(qū)域存在的每根纖維截面形狀的單絲檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)局部圖片進(jìn)行連續(xù)拼接成為ー張圖片，此圖片中能“無縫”拼接出整根絲股的每根纖維的截面形狀；放大查閱此圖片，即可觀察纖維的截面形狀有無異常；從圖片中提取每個(gè)截面圖形輪廓，測(cè)量纖維截面的外接圓半徑和內(nèi)接圓半徑，即可得到每根纖維的徑向異形度測(cè)試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)單股絲束的徑向異形度檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醋酸纖維截面形狀及徑向異形度的檢測(cè)方法，其特征在于所述絲束預(yù)制用取樣器絲股固定槽為正方形或矩形。
全文摘要
本發(fā)明是一種醋酸纖維截面形狀及徑向異形度的檢測(cè)方法。由樣品預(yù)制和樣品檢測(cè)兩部份組成樣品的絲束預(yù)制用取樣器完成，取樣器的構(gòu)成為由取樣器基體、絲股壓板、前定位擋塊和后定位擋塊構(gòu)成，取樣器基體上面有若干絲股固定槽，和絲帶固定槽，取樣器基體與絲股壓板通過壓緊螺栓連接，前定位擋塊和后定位擋塊分別在取樣器基體尾端的兩側(cè)；用絲束預(yù)制用取樣器預(yù)制樣品；用激光掃描顯微鏡檢測(cè)預(yù)制樣品中的絲束截面，測(cè)量纖維截面的外接圓半徑和內(nèi)接圓半徑，即可得到每根纖維的徑向異形度測(cè)試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)單股絲束的徑向異形度檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)了整根絲股、整根絲束徑向異形度的自動(dòng)快速檢測(cè)。從樣品預(yù)制到檢測(cè)完成不超過2小時(shí)，操作簡(jiǎn)單，測(cè)試準(zhǔn)確性高。
文檔編號(hào)G01N21/84GK102818533SQ20121026378
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月29日
發(fā)明者俞志強(qiáng), 陶冬梅, 張丕銳, 嚴(yán)銳, 孟華, 張玉龍, 周潔, 李毅, 王學(xué)俊, 師宇, 楊嶸峰 申請(qǐng)人:昆明醋酸纖維有限公司