纖維透明度檢測方法和裝置製造方法
2023-12-07 23:21:06 2
纖維透明度檢測方法和裝置製造方法
【專利摘要】可以檢測聚合纖維的光學性質(如透明度)，從而提供可再現的檢測結果。使用保持器，其構造成以堆疊的、單個縱列的方式來保持聚合纖維，其中，聚合纖維被緊密地保持在一起。可使用採用了積分球的光學裝置來檢測所述纖維。
【專利說明】纖維透明度檢測方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及檢測方法，並且更特別地涉及檢測聚合纖維的透明度的方法。
【背景技術】
[0002]聚合纖維在多種應用中被廣泛使用。在許多情況下，聚合纖維的光學性質(如顏色、反射率、透射率)對特定的商業應用是重要的。例如，聚醯胺纖維的透明度對於用於例如漁網和釣魚線是重要的。雖然可以在視覺上判斷聚合纖維的相對透明度，但仍然希望能夠定量地且可再現地檢測聚合纖維的透明度。在分光光度計或類似檢測裝置中檢測光學性質(例如聚合纖維的透明度)時的難點之一是聚合纖維本身難以保持或排列成允許進行可再現的檢測。
【發明內容】
[0003]本發明涉及可再現地檢測聚合纖維的光學性質的方法以及該方法中使用的裝置。
[0004]因此，本發明的一個實施例是一種測量聚合纖維的光學性質的方法。多個聚合纖維被放置在保持器中，該保持器構造成將多個聚合纖維排列成至少基本相互平行並且在彼此頂上堆疊為單獨一列。保持器被相對於光源定位，並且來自光源的光穿過排列好的聚合纖維。穿過排列好的聚合纖維的光被探測以測量排列好的聚合纖維的光學性質。
[0005]本發明的另一個實施例是一種測量聚合纖維的透明度的方法。多個聚合纖維被以一種布置方式布置，使得允許進行可再現的透明度測量。排列好的聚合纖維被相對於具有光窗口的積分球定位，保持器被定位成使得排列好的聚合纖維覆蓋光窗口。穿過排列好的聚合纖維的光被探測以便測量穿過聚合纖維的透光率。
[0006]本發明的另一個實施例是一種用於檢測聚合纖維的光學性質的保持器。檢測器包括第一框架構件和第二框架構件，第二框架構件與第一框架構件隔開以在第一框架構件和第二框架構件之間限定窗口。通道延伸穿過保持器並且構造成容納延伸跨越開口的聚合纖維。擴大的開口延伸穿過保持器並且與通道連通。壓杆可以被插入擴大的開口，並且構造成在布置於通道中的聚合纖維上提供壓力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1A是依照本發明實施例的保持器的示意圖。
[0008]圖1B是圖1B的保持器的一部分的橫截面示意圖。
[0009]圖2是依照本發明實施例的檢測裝置的示意圖。
[0010]圖3是依照本發明實施例的檢測裝置的示意圖。
[0011]圖4是流程圖，示出了依照本發明實施例的方法。
[0012]圖5是流程圖，示出了依照本發明實施例的方法。
[0013]圖6是檢測數據的圖示。
[0014]圖7是檢測數據的圖示。
[0015]圖8是檢測數據的圖示。
【具體實施方式】
[0016]本發明涉及檢測聚合纖維的光學性質(如透明度)的方法，從而提供可再現的檢測結果。在一些實施例中，本發明涉及保持器，其構造成以堆疊的、基本平行的布置方式來保持聚合纖維，使得聚合纖維被緊密地保持在一起。圖1A是保持器10的示意圖。
[0017]在一些實施例中，並如圖1A所示，保持器10包括第一框架構件12和第二框架構件14。在一些實施例中，第一框架構件12和第二框架構件14可被認為是單個結構的第一和第二部分或區域，並且可以例如被模製或以其它方式形成為單個結構。在一些實施例中，第一框架構件12和第二框架構件14可被單獨地形成為不同的結構，並且可以以任何期望的方式組合而形成保持器10。例如，如果第一框架構件12和第二框架構件14被形成為不同的結構，則可以採用粘合劑或機械緊固件(如螺釘、螺栓或鉚釘)將它們固定在一起。在一些實施例中，第一框架構件12和第二框架構件14可被固定在一起使得允許調整第一框架構件12和第二框架構件14之間的相對間距。
[0018]在一些實施例中，如圖所示，保持器10包括穿過保持器10延伸的通道16。通道16延伸穿過第一框架構件12和第二框架構件14，使得通道16從保持器10的左側11延伸到右側13。在一些實施例中，可在保持器10中切割或鑽出通道16。通道16可以與擴大的開口 18連通，開口 18構造成允許用戶更方便地把聚合纖維放置到殼體10中。可以理解，擴大的開口 18橫向地延伸穿過保持器10，從保持器10的左側11延伸到右側13。單獨的纖維30可橫向地插入穿過擴大的開口 18(如圖示方向)並向下移動到通道16。通道16可構造成具有一寬度，該寬度略大於意圖被放置到保持器10中的聚合纖維的直徑。
[0019]在一些實施例中，保持器10可構造成容納範圍從大約0.1毫米到大約3毫米的聚合纖維。在一些實施例中，例如，通道16的寬度可以比聚合纖維30的直徑大大約0.01毫米至大約0.05毫米。如此，聚合纖維30被基本平行地排列，並排列成堆疊的單個縱列布置方式，即使當壓力被施加到聚合纖維30時也是如此，如本文進一步的描述。單個縱列是指聚合纖維30被布置在彼此頂上，使得所得到的堆只有一個纖維的寬度。
[0020]在一些實施例中，聚合纖維30是半透明的，使得至少一些光透過聚合纖維30。在一些實施例中，纖維可被認為是至少基本透明的，允許入射光的實質部分透過聚合纖維30。在一些實施例中，聚合纖維30可以是聚醯胺纖維。
[0021]在一些實施例中，保持器10可包括壓杆40，其構造成延伸穿過保持器10。圖1B是壓杆40的橫截面示意圖，圖中顯示在一些實施例中，壓杆40包括第一部分42和第二部分44，第一部分42構造成配合在擴大的開口 18內，第二部分44構造成配合在通道16內。在一些實施例中，通過將第一部分42與擴大開口 18對準並且將第二部分44與通道16對準而將壓杆40插入保持器10中。在一些實施例中，擴大的開口 18可構造成容納壓杆40的第一部分42和第二部分44，使得壓杆40可橫向地插入穿過擴大的開口 18，並隨後移動就位使第二部分44落入通道16中。在一些實施例中，壓杆40的質量自身可以在聚合纖維30上提供足夠的壓力。
[0022]在一些實施例中，保持器10可容納一個或多個擠壓構件20，所述擠壓構件用於向壓杆40上提供向下的(沿圖示方向)壓力，以便將相鄰的聚合纖維更緊密地推到一起，以便減少或消除相鄰纖維之間的空氣空間，因為空氣具有不同的光學性質並能負面地影響檢測結果。在一些實施例中，所包括的一個或多個擠壓構件20允許保持器10在多個方向上使用。
[0023]在一些實施例中，保持器10可包括第三框架構件50，其跨越在第一框架構件12和第二框架構件14之間。在一些實施例中，第一擠壓構件20可布置在第三框架構件50中靠近第一框架構件12的地方；並且第二擠壓構件20可布置在第三框架構件50中靠近第二框架構件14的地方。在圖示的實施例中，每個擠壓構件20包括螺紋軸22(虛線所示)，其與形成在保持器10中的螺紋孔24螺紋接合。每個擠壓構件20包括旋鈕26，其可用於沿期望方向旋轉擠壓構件20以使擠壓構件20上升或者下降。
[0024]保持器10包括窗口 28，其在第一框架構件12和第二框架構件14之間從前面延伸到後面(如圖示方向)。一旦若干聚合纖維30已被布置在保持器10中，則聚合纖維30將會延伸跨過窗口 28，使得聚合纖維30可暴露於期望的光源以便進行檢測。
[0025]保持器10可構造成用在任何期望的光學檢測裝置中。在一些實施例中，保持器10可以與積分球和合適的探測器(如分光光度計)一起使用。積分球(有時稱作烏布利希球)是一種光學部件，其包括空腔。空腔的內表面被塗覆以獲得高漫反射係數，並具有相對小的入口和出口。進入積分球的光經過多次散射反射並且平均地分布到球內所有點。因此，積分球可被認為能保存能量並消除空間信息。
[0026]圖2和3是合適的檢測結構的示意圖。在圖2中，積分球200被布置成使得來自光源220的光進入入口或窗口 202並在積分球200裡均勻散射。積分球200具有出口或窗口 204。載有聚合纖維208的保持器206 (如關於圖1描述的保持器10)被布置成鄰近於出口 204。探測器210被定位成使得從出口 204離開的光穿過聚合纖維208並投射到探測器210上。探測器210可以是任何合適的光學探測器並且可對任何期望的光波長敏感。在一些實施例中，探測器210對平均波長在大約450納米至大約550納米範圍內的光敏感。
[0027]正如所知的，進入積分球200的光和投射到探測器210的光的比較可以提供被檢測的光學特徵的指示。在一些實施例中，這種比較將會產生關於聚合纖維208的透明度的信息，例如透光率。
[0028]在圖3中，積分球300被布置成使得來自光源320的光穿過載有聚合纖維308的保持器306。穿過聚合纖維308的光穿過積分球300的入口或窗口 302。光穿過出口或窗口 304離開積分球300並投射到探測器310，探測器310被布置成鄰近於出口 304。探測器310可以是任何合適的光學探測器並且可對任何期望的光波長敏感。在一些實施例中，探測器310對平均波長在大約450納米至大約550納米範圍內的光敏感。
[0029]離開光源320的光和投射到探測器310的光的比較可以提供被檢測的光學特徵的指示。在一些實施例中，這種比較將會產生關於聚合纖維308的透明度的信息，例如透光率。
[0030]圖4是流程圖，示出了可根據本發明的實施例而實施的方法。多個聚合纖維可被放置在保持器(如保持器10)中，該保持器構造成將多個聚合纖維排列成至少基本相互平行並且在彼此頂上堆疊為單獨一列，如方框460 —般地示出的。如方框462所示，保持器可被相對於光源(如光源220或320)定位。來自光源的光可穿過排列好的聚合纖維，如方框464 —般地示出的。如方框466所示，穿過排列好的聚合纖維的光可被探測(使用諸如探測器210或310的探測器)，以便測量排列好的聚合纖維的光學性質。
[0031]圖5是流程圖，示出了可根據本發明的實施例而實施的方法。多個聚合纖維可被以一種布置方式布置，使得允許進行可再現的透明度測量，如方框570 —般地示出的。如方框572所不，排列好的聚合纖維可被相對於具有光窗口的積分球定位,保持器被定位成使得排列好的聚合纖維覆蓋光窗口。如方框574提到的，可採用任何合適的探測器來探測穿過排列好的聚合纖維的光，以便測量聚合纖維的光學性質。
[0032]示例
[0033]在以下示例中更具體地描述本發明，所述示例僅意圖是說明性的，因為在本發明的範圍內的多種修改和變形對本領域技術人員來說將會是明顯的。
[0034]示例 I
[0035]在示例I中，對具有不同聚合物成分的聚醯胺纖維樣品進行檢測，使用採用了積分球的檢測儀器在不同波長處檢測，以確定差異。用於檢測的儀器是使用大約550納米波長的C0L0RQUEST XE和使用大約550納米波長的Varian Cary4000UV_Vis分光計。
[0036]圖6是採用兩種儀器時對於所有被測的纖維樣本所記錄的的平均透射率數據的圖示。雖然所記錄的實際透射率數據是與機器有關的(如從C0L0RQUEST XE提供的透射率值普遍高於Varian Cary4000UV_Vis分光計提供的透射率值所證實的)，但是可以看出，樣本的平均透射率值允許樣本的相對透射率的區分。
[0037]示例 2
[0038]在示例2中，對由相同聚醯胺成分形成的聚醯胺纖維進行檢測以確定再現性。用Varian Cary4000UV_Vis分光計(其使用大約550納米波長)來檢測纖維。如圖7所示，相同的纖維被檢測若干次並且提供透射率的一致的值，表明了良好程度的檢測再現性。
[0039]示例 3
[0040]在示例3中，對由相同聚醯胺成分形成的聚醯胺纖維進行檢測以確定再現性。用Varian Cary4000UV_Vis分光計(其使用大約550納米波長)來檢測纖維。如圖8所示,相同的纖維被檢測若干次並且提供透射率的一致的值，表明了良好程度的檢測再現性。
[0041]從前面的描述，本領域技術人員能夠容易地確定本發明的實質特徵，並且在不偏離本發明的精神和範圍的情況下能夠對本發明作出各種改變和修改以使本發明適應各種用途和條件。
【權利要求】
1.一種測量聚合纖維的光學性質的方法，所述方法包括: 將多個聚合纖維放置在保持器中，所述保持器構造成將所述多個聚合纖維排列成至少基本相互平行並且堆疊為單獨一列； 將所述保持器相對於光源定位； 使來自所述光源的光穿過排列好的聚合纖維；以及 探測穿過排列好的聚合纖維的光以便測量排列好的聚合纖維的光學性質。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括，在將多個聚合纖維放置在保持器中之後，向所述多個聚合纖維施加力以便將所述多個聚合纖維緊密保持在一起。
3.如權利要求1所述的方法，其中，將所述保持器相對於光源定位包括將所述保持器相對於具有光窗口的積分球定位，所述保持器被定位成使得排列好的纖維覆蓋所述光窗□。
4.如權利要求3所述的方法，其中，探測穿過排列好的聚合纖維的光包括探測穿過所述光窗口從所述積分球離開並穿過所述排列好的聚合纖維的光。
5.如權利要求3所述的方法，其中，探測穿過排列好的聚合纖維的光包括探測穿過所述排列好的聚合纖維並穿過所述光窗口進入所述積分球的光。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述光學性質包括透光率。
7.一種測量聚合纖維的透明度的方法，所述方法包括: 以一種布置方式布置多個聚合纖維使得允許進行可再現的透明度測量； 將排列好的聚合纖維相對於具有光窗口的積分球定位，所述保持器被定位成使得排列好的聚合纖維覆蓋所述光窗口； 探測穿過排列好的聚合纖維的光以便測量穿過聚合纖維的透光率。
8.如權利要求7所述的方法，其中，以一種布置方式布置多個聚合纖維使得允許進行可再現的透明度測量包括將所述多個聚合纖維放置在保持器中，所述保持器構造成將所述多個聚合纖維排列成至少基本相互平行。
9.如權利要求7所述的方法，進一步包括，在將所述多個聚合纖維放置在保持器中之後，向所述多個聚合纖維施加力以便將所述多個聚合纖維緊密保持在一起。
10.如權利要求7所述的方法，其中，探測穿過排列好的聚合纖維的光包括探測穿過所述光窗口從所述積分球離開並穿過所述排列好的聚合纖維的光。
11.如權利要求7所述的方法，其中，探測穿過排列好的聚合纖維的光包括探測穿過所述排列好的聚合纖維並穿過所述光窗口進入所述積分球的光。
12.一種用於檢測聚合纖維的光學性質的保持器，所述保持器包括: 第一框架構件； 第二框架構件，所述第二框架構件與所述第一框架構件隔開以在所述第一框架構件和所述第二框架構件之間限定窗口 ； 延伸穿過所述保持器的通道，所述通道構造成容納延伸跨越所述窗口的聚合纖維；擴大的開口，所述擴大的開口延伸穿過所述保持器並且與所述通道連通；和壓杆，所述壓杆構造成被插入所述擴大的開口並且在布置於所述通道中的聚合纖維上提供壓力。
13.如權利要求11所述的保持器，其中，所述通道構造成將聚合纖維排列成堆疊為單獨一列。
14.如權利要求13所述的保持器，其中，所述通道的較小尺寸略大於所述聚合纖維的直徑。
15.如權利要求14所述的保持器，其中，所述通道的較小尺寸比所述聚合纖維的直徑大大約0.0l毫米至大約0.05毫米。
16.如權利要求13所述的保持器，其中，所述擴大的開口構造成允許壓杆插入穿過所述保持器並且移動至與布置在所述通道中的聚合纖維接觸。
17.如權利要求13所述的保持器，其中，所述壓杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分構造成配合在所述擴大的開口內，所述第二部分構造成配合在所述通道內。
18.如權利要求17所述的保持器，其中，所述壓杆的質量在布置於所述通道中的聚合纖維上提供壓力。
19.如權利要求12所述的保持器，進一步包括: 第三框架構件，所述第三框架構件跨越在所述第一框架構件和所述第二框架構件之間； 布置在所述第三框架構件中的第一擠壓構件；和 布置在所述第三框架構件中的第二擠壓構件，所述第一和第二擠壓構件構造成可釋放地向所述壓杆提供壓力。
20.如權利要求19所述的保持器，其中，所述第一擠壓構件和所述第二擠壓構件與所述第三框架構件螺紋接合。
【文檔編號】G01N21/01GK104303045SQ201180070296
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2011年12月22日 優先權日:2011年12月22日
【發明者】申雁鳴, 徐紅巖, 李浩華 申請人:霍尼韋爾國際公司