非圆纤维形状因子的几何无关的半自动化测定

I. Noll， M. Kopaczka， O. Rippel， D. Merhof， G. Seide， T. Gries

亚琛工业大学 纺织技术研究所(ITA)(德国)

横截面非圆形的纤维称为异形纤维。与圆形横截面纤维相比，异形纤维内含空腔、具有较高的表面或凹槽，可使纺织品具有针对性的功能。纺丝挤出过程中，聚合物熔体会在模具出口处发生膨胀，这给异形纤维的生产带来挑战。由于挤出模口后聚合物熔体发生膨胀，因此无法直接制备与成型毛细管横截面几何形状相同的长丝。可以用形状因子表征制得的纤维的横截面。借助这一参数，可以定量地确定期望截面与实际截面的一致性。形状因子参数既与纤维的应用相关，也与工艺过程有关。此外，喷丝板的迭代开发也需要记录制得的纤维横截面的质量。

在工业上，纤维横截面几何形状的期望值与实际形状之间的一致性是由纯粹的视觉控制决定的。为此，拍摄纤维横截面的显微镜图像，并将长丝及其横截面尺寸与生产设计参数进行比较。非圆纤维形状因子的目视检测是一种主观性强、耗时长的质量控制方法。由于缺乏定量数据，该方法不易理解，信息价值不大。然而，尽管目前形状因子测定领域已取得了诸多进展，但这种方法仍然符合当今的科学实践。

目前，纤维形状因子的测定方法有很多(表1)。与工业生产中的测定不同，表1中的测定方法产生的是形状因子的定量值。

表1 现有研究中确定形状因子的方法

然而，现有的方法也存在许多缺陷，无法采用通用的且跨行业的方法来测定纤维的形状因子，这些方法存在的缺陷列于表2中。……