[发明专利]一种电子纱单纤维直径及其均匀性的测定方法

说明书

一种电子级玻璃纤维纱线中单根纤维直径及其均匀性的高效测定方法，该方法无须制作切片，只须取纱样或布样，经过简单的制备，直接用激光显微镜扫描纱线横截面获取激光影像，通过图像分析一次性自动测定一根电子纱上绝大多数纤维的直径，有效分析纤维直径的差异及其均匀性的分布规律，解决了传统玻璃纤维直径测定中加工切片操作复杂，效率低、成本高，且只能得到少量纤维直径数据和平均值的问题，帮助企业及时监控纤维直径差异，提高电子纱及后道产品质量和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种纤维直径的测定方法，特别是一种电子级玻璃纤维纱线中单根纤维直径的测定方法。

背景技术

电子纱通常指电子级玻璃纤维纱，一般由数十或数百根玻璃纤维组成，这些纤维的直径是否均匀对电子纱的性能影响很大，而纤维直径的测定和及时反馈对电子纱及后道产品的质量非常重要。在纺织领域中，测量纤维直径的方法有多种，包括显微投影仪法、扫描电镜测量法等，这些方法一般都需要制作纤维横截面切片，通常使用哈氏切片器或超薄切片机，切片操作需要熟练的技巧，制作过程时间较长，且成功率不高，有时需反复加工多个试样。此外还有一些不基于纤维横截面切片的方法，包括气流仪法、声学测量法、激光干涉纤维细度测量法等，同样操作繁琐、费时费力，而且均无法得到纱线中每根纤维直径的完整数据。

在玻璃纤维行业中，对纤维直径的测量一般按照GB/T 7690.5-2013/ISO 1888：2006《增强材料 纱线试验方法 第5部分：玻璃纤维纤维直径的测定》标准中的方法进行。该标准规定了两种玻璃纤维直径的测定方法，纵向法和横截面法。纵向法是将一束纤维浸渍在苄醇、或水杨酸甲酯、或1：2的甘油和水的混合物等液体中，使用400-1000倍的显微镜，随机测量25个位置的纤维纵向直径，然后取算术平均值作为测量结果。如果纤维束在液体中不能分散，还需要使用625℃的马弗炉烧掉纤维表面的浸润剂后才能测量。横截面法是使用环氧树脂或快速固化的聚酯，注入模具中对纤维束进行固化，并用抛光装置将模塑体的表面抛光，再截取一个厚度约为4mm的薄盘状试样，同样是在400-1000倍的显微镜下，选取25个位置，测量纤维横截面的直径，取其算术平均值作为测量结果。这两种方法仅是对纤维直径平均值的估算，得到的25个数据也是纱线局部的纤维束在显微镜下随机测得的，部分数据则可能是对同一根纤维的反复测量。即使按此方法继续测量出更多的数据，也并非一根纱线中所有纤维直径的数据，作为纤维直径差异的对比不具有代表性，更不能表征纤维直径均匀性的分布规律。

发明内容

本发明的目的是要提供一种快速、便捷测定一根电子纱中绝大多数单纤维直径的有效方法，同时实现纤维直径差异的对比、并得到纤维直径均匀性的分布规律，解决传统玻璃纤维直径测定中切片加工等准备工作复杂、操作难度大，效率低、成本高，且只能得到少量纤维直径数据和平均值的问题。

本发明的目的是这样实现的，该方法包括纱样制备方法、布样制备方法、图像获取方法、直径测定方法。

所述的纱样制备方法包括，从原丝丝饼或管纱上取下一段尚未织造的单纱样品，将纱线平直地贴到双面胶上，然后用陶瓷剪刀将双面胶沿垂直纱线方向整齐地剪下一小块，如图2所示，再用两块载玻片将双面胶竖直夹住，使双面胶被剪处的电子纱横截面稳定地置于激光显微镜的镜头之下。

所述的布样制备方法包括，使用陶瓷剪刀剪取一小块已完成织造的电子布样品，根据测试经纱还是纬纱的需求，拆掉1-2根经纱或纬纱，与上述纱样制备方法中对双面胶的操作类似，用两块载玻片将布样未拆纱的一头竖直夹住，将拆纱一头的纱线横截面稳定地置于激光显微镜的镜头之下，如图3所示。由于布样中的纱线，尤其是经纱，经过了上浆等织前准备工序，同时在织物中受到了张力约束，因此使用布样制备方法、即把织物中的纱线样品作为测试对象时，可以获得更好的测定结果。如不具备测试布样中纱线的条件，仍可采用管纱或原丝丝饼上的纱样进行测试。