NL1012750C2 - Method for determining the density of a fiber. - Google Patents
Method for determining the density of a fiber. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1012750C2 NL1012750C2 NL1012750A NL1012750A NL1012750C2 NL 1012750 C2 NL1012750 C2 NL 1012750C2 NL 1012750 A NL1012750 A NL 1012750A NL 1012750 A NL1012750 A NL 1012750A NL 1012750 C2 NL1012750 C2 NL 1012750C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- fiber
- density
- composition
- determining
- classification
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical group ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DIKBFYAXUHHXCS-UHFFFAOYSA-N bromoform Chemical compound BrC(Br)Br DIKBFYAXUHHXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 101150046236 CNR1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000283074 Equus asinus Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229950005228 bromoform Drugs 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
- G01N2015/0046—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke
- G01N2015/0049—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke of filaments in gas
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
- G01N2015/0053—Investigating dispersion of solids in liquids, e.g. trouble
- G01N2015/0057—Investigating dispersion of solids in liquids, e.g. trouble of filaments in liquids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/36—Textiles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Description
- 1 -- 1 -
WERKWIJZE VOOR HET BEPALEN 5 VAN DE DICHTHEID VAN EEN VEZELMETHOD FOR DETERMINING THE DENSITY OF A FIBER
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van de dichtheid van een samenstelling met behulp van een geïnduceerde 10 oscillatie van een lichaam dat genoemde samenstelling bevat.The invention relates to a method for determining the density of a composition by means of an induced oscillation of a body containing said composition.
In het kader van deze aanvrage wordt onder dichtheid verstaan het gewicht per eenheid volume.For the purposes of this application, density is understood to mean the weight per unit volume.
Een dergelijke werkwijze is bekend uit 15 Ulmann, Encvklopadie der technischen Chemie. 1980, Band 5, pp. 912-915. De werkwijze is gebaseerd op het fysisch principe dat elk lichaam vibreert met een karakteristieke frequentie, de eigenfrequentie, die afhankelijk is van de massa van dit lichaam. Door een 20 hol lichaam van een bekend volume te vullen met een samenstelling waarvan de dichtheid moet worden bepaald en vervolgens de eigenfrequentie van het gevulde lichaam te bepalen door het lichaam te laten trillen, is het mogelijk de dichtheid van de samenstelling te 25 bepalen waarmee het lichaam gevuld werd. De dichtheid is temperatuursafhankelijk en de bepaling ervan wordt daarom bij voorkeur bij constante temperatuur uitgevoerd. De dichtheidsbepaling wordt in de praktijk uitgevoerd bij voorkeur met behulp van een capillaire 30 buis, in het bijzonder een glazen en/of U-vormige buis die de samenstelling bevat waarvan de dichtheid moet worden gemeten en die electromagnetisch via een magneet in trilling wordt gebracht. De gemeten periode van de trilling kan eenvoudig en na calibratie worden 35 omgerekend naar de dichtheid van de samenstelling. Als samenstelling kunnen zowel gassen als vloeistoffen, 1012750 - 2 - bijvoorbeeld suiker oplossingen gekozen worden. Belangrijk voor de methode volgens de stand der techniek is dat de samenstelling homogeen verdeeld is in het lichaam tijdens de dichtheidsbepaling. De 5 werkwijze wordt toegepast o.a. door de firma Mettler Toledo, GmbH, Switzerland in hun apparatuur voor dichtheidsmetingen (DA-300M/DA-310M).Such a method is known from Ulmann, Encvklopadie der Technischeen Chemie. 1980, Volume 5, pp. 912-915. The method is based on the physical principle that each body vibrates with a characteristic frequency, the natural frequency, which depends on the mass of this body. By filling a hollow body of a known volume with a composition whose density must be determined and then determining the natural frequency of the filled body by vibrating the body, it is possible to determine the density of the composition with which it body was filled. The density is temperature-dependent and its determination is therefore preferably carried out at a constant temperature. The density determination is carried out in practice, preferably using a capillary tube, in particular a glass and / or U-shaped tube containing the composition whose density is to be measured and which is vibrated electromagnetically via a magnet. The measured period of the vibration can easily be converted to the density of the composition after calibration. As a composition, both gases and liquids, for example sugar solutions, can be chosen. Important for the method according to the prior art is that the composition is homogeneously distributed in the body during the density determination. The method is used inter alia by the company Mettler Toledo, GmbH, Switzerland in their equipment for density measurements (DA-300M / DA-310M).
Het nadeel van genoemde methode is dat ze niet geschikt is voor de bepaling van de dichtheid van 10 een vaste stof, in het bijzonder een vezel.The drawback of said method is that it is not suitable for determining the density of a solid, in particular a fiber.
De uitvinders hebben nu gevonden dat wanneer de samenstelling omvat een gasvormig of vloeibaar medium en een vezel die onoplosbaar is in het medium, op een zodanig manier dat de dichtheid van een 15 willekeurige dwarsdoorsnede van de samenstelling in het lichaam, dwars op de vezel, nagenoeg dezelfde is, de dichtheid van die samenstelling, en dus ook de dichtheid van de vezel en van het medium kan worden bepaald.The inventors have now found that when the composition comprises a gaseous or liquid medium and a fiber insoluble in the medium, in such a way that the density of any cross section of the composition in the body, transverse to the fiber, is substantially the same, the density of that composition, and thus also the density of the fiber and of the medium, can be determined.
20 De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor de bepaling van de dichtheid van vezels, in het bijzonder polymere vezels. Onder vezel wordt in het kader van deze uitvinding ook verstaat een monofilament of een bundel van vezels. De 25 bepaling van de dichtheid van een vezel is tot nu toe zeer ingewikkeld en arbeidsintensief. De meest gebruikte werkwijze is de dichtheidsgradientmethode ; deze laatste werkwijze is echter ook sterk onderhevig aan fouten. Met de werkwijze volgens de uitvinding 30 hebben de uitvinders gevonden dat de samenstelling in het lichaam niet homogeen verdeeld hoeft te zijn, dit in tegenstelling tot wat in de stand der techniek beweerd wordt. Met de werkwij ze volgens de uitvinding kan ook worden bepaald bijvoorbeeld de graad van 35 kristalliniteit van een polymere vezel, de denier van 10127 S0 - 3 - een polymere vezel (massa/eenheld van lengte) en de glastransitietemperatuur van een polymere vezel.The method according to the invention is particularly suitable for determining the density of fibers, in particular polymeric fibers. For the purposes of this invention, fiber is also understood to mean a monofilament or a bundle of fibers. Determining the density of a fiber has hitherto been very complicated and labor intensive. The most common method is the density gradient method; however, the latter method is also highly susceptible to errors. With the method according to the invention, the inventors have found that the composition does not have to be homogeneously distributed in the body, contrary to what is claimed in the prior art. The method according to the invention can also be determined, for example, the degree of crystallinity of a polymeric fiber, the denier of 10127 SO-3 - a polymeric fiber (mass / unit of length) and the glass transition temperature of a polymeric fiber.
Als vezel komt in aanmerking elke vezel aan de vakman bekend, bijvoorbeeld staalvezels, glasvezels, 5 metaalvezels, koolstofvezels, keramische vezels en polymere vezels, in het bijzonder polyetheen, polypropeen, polyacrylonitril, polyamide, polyester, polyvinylideenchloride en polyvinylalcohol vezels.As fiber, any fiber is known to the person skilled in the art, for example steel fibers, glass fibers, metal fibers, carbon fibers, ceramic fibers and polymeric fibers, in particular polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyamide, polyester, polyvinylidene chloride and polyvinyl alcohol fibers.
Als medium kan elke vloeistof of gas 10 gekozen worden waarin de vezel niet oplost. Voorbeelden van geschikte vloeistoffen zijn bijvoorbeeld de vloeistoffen die ook bij de klassieke dichtheids-gradientmethode worden gebruikt. Meer in het bijzonder zijn de volgende samenstellingen, omvattende een 15 polymere vezel en een vloeistof, geschikt voor de dichtheidsbepaling aan de polymere vezel : polyetheen/propanol-2, polyetheen/water, polypropeen/ propanol-2, polypropeen/diethyleenglycol, polyacrylonitril/dimethylformamide, polyacrylonitril/ 20 bromoform, polyamide/tolueen, polyamide/koolstof-tetrachloride, polyethyleentereftalaat/heptaan, polyethyleentereftalaat/koolstoftetrachloride, polyvinyl ideenchloride/water, polyvinyl ideenchloride/ zinkchloride oplossing, polyvinylalcohol/xyleen, 25 polyvinylalcohol/koolstof tetrachloride.Any liquid or gas in which the fiber does not dissolve can be chosen as the medium. Examples of suitable liquids are, for example, the liquids that are also used in the classical density gradient method. More particularly, the following compositions, comprising a polymeric fiber and a liquid, are suitable for determining the density of the polymeric fiber: polyethylene / propanol-2, polyethylene / water, polypropylene / propanol-2, polypropylene / diethylene glycol, polyacrylonitrile / dimethylformamide , polyacrylonitrile / 20 bromoform, polyamide / toluene, polyamide / carbon tetrachloride, polyethylene terephthalate / heptane, polyethylene terephthalate / carbon tetrachloride, polyvinylidene chloride / water, polyvinylidene chloride / zinc chloride solution, polyvinyl alcohol / xylene, polyvinyl alcohol / carbon tetrachloride.
Voorbeelden van geschikte gassen zijn lucht, SF6, helium en waterstof.Examples of suitable gases are air, SF6, helium and hydrogen.
In een geschikte uitvoeringsvorm wordt een vezel met een te bepalen dichtheid in een U-vormige 30 glazen buis gebracht op een zodanig wijze dat de beide uiteinden van de vezel zich bevinden aan de beide uiteinden van de U-vormige buis, waarna de buis gevuld wordt met een vloeistof met een bekende dichtheid.In a suitable embodiment, a fiber with a density to be determined is introduced into a U-shaped glass tube in such a way that both ends of the fiber are located at both ends of the U-shaped tube, after which the tube is filled with a liquid of known density.
De hoeveelheid aan vezel in de buis is zodanig dat bij 35 voorkeur meer dan 5 volumepercent van de buis wordt 1012730 - 4 - ingenomen door de vezel, meer bij voorkeur meer dan 10 volumepercent, het meest bij voorkeur ongeveer 20 volumepercent. De verhouding volume vezel/volume buis bepaalt uiteindelijk de meetfout en dus de 5 nauwkeurigheid van de meting. Door bijvoorbeeld als medium achtereenvolgens twee vloeistoffen te kiezen met een bekende dichtheid die voldoende van elkaar verschilt om een nauwkeurige dichtheidsbepaling uit te voeren en vervolgens de dichtheid te meten, kan door 10 een verschilmeting de dichtheid van de vezel nauwkeurig (in het algemeen tot op 10~4 g/cm3) bepaald worden.The amount of fiber in the tube is such that preferably more than 5 volume percent of the tube is occupied by the fiber, more preferably more than 10 volume percent, most preferably about 20 volume percent. The fiber to volume tube ratio ultimately determines the measurement error and thus the accuracy of the measurement. For example, by successively choosing as a medium two liquids with a known density which differs sufficiently from each other to carry out an accurate density determination and then measure the density, a difference measurement allows the density of the fiber to be accurate (generally up to 10 ~ 4 g / cm3).
De werkwijze volgens de uitvinding kan makkelijk worden toegepast in een industriële omgeving, bijvoorbeeld at-line of on-line aan een 15 vezelspininrichting. De dichtheidsbepaling volgens de uitvinding is snel, eenvouding en accuraat en de meetwaarden kunnen aldus gebruikt worden om de vezelspininrichting efficiënt aan te sturen.The method according to the invention can easily be applied in an industrial environment, for instance at-line or on-line on a fiber spinning device. The density determination according to the invention is fast, simple and accurate and the measured values can thus be used to control the fiber spinning device efficiently.
De uitvinding heeft ook betrekking op een 20 inrichting voor het bepalen van de dichtheid van een stof met behulp van een geïnduceerde oscillatie van een lichaam dat genoemde samenstelling bevat waarbij het lichaam twee openingen omvat. Een dergelijke inrichting is beschreven in de produktbrochure van de firma 25 Mettler Toledo, GmbH, Switzerland in hun apparatuur voor dichtheidsmetingen (DA-300M/DA-310M). Via de eerste opening kan een vloeistof of het gas worden ingebracht, via de tweede opening kan het overschot aan vloeistof of gas worden afgevoerd. Dergelijke 30 apparatuur is echter niet geschikt voor het bepalen van de dichtheid van een vaste stof, in het bijzonder van een vezel. De uitvinders hebben nu gevonden dat, wanneer de openingen voorzien zijn van middelen om een vezel die in het lichaam over de gehele lengte van het 35 lichaam is ingebracht, te fixeren aan beide openingen, T012750 - 5 - de dichtheid van de vezel kan worden bepaald met de werkwijze volgens de uitvinding.The invention also relates to a device for determining the density of a substance by means of an induced oscillation of a body containing said composition, the body comprising two openings. Such a device is described in the product brochure of the company 25 Mettler Toledo, GmbH, Switzerland in their equipment for density measurement (DA-300M / DA-310M). A liquid or gas can be introduced via the first opening, the surplus of liquid or gas can be discharged via the second opening. However, such equipment is not suitable for determining the density of a solid, in particular of a fiber. The inventors have now found that when the openings are provided with means to fix a fiber which has been introduced into the body over the entire length of the body to both openings, T012750-5 - the density of the fiber can be determined with the method according to the invention.
Met fixeren wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld het op zijn plaats houden van de 5 vezel in het lichaam op een zodanig wijze dat de dichtheid van een willekeurige dwarsdoorsnede van de samenstelling in het lichaam, dwars op de vezel, nagenoeg dezelfde is. Verder heeft het fixeren ook tot doel de uiteinden van de vezel in contact te brengen 10 met het lichaam.Within the scope of this invention, fixing is meant to hold the fiber in place in the body in such a way that the density of any cross section of the composition in the body, transverse to the fiber, is substantially the same. Furthermore, the fixing also aims to bring the ends of the fiber into contact with the body.
Als middelen kan bijvoorbeeld gekozen worden voor afdichtingen die geperforeerd zijn, bijvoorbeeld een rubberen stop, alsook bijvoorbeeld voor een klem die de vezel aan een uiteinde fixeert.As means can be chosen, for example, seals that are perforated, for example a rubber stopper, as well as, for example, a clamp that fixes the fiber at one end.
15 Bij voorkeur is het lichaam een U-vormige glazen buis. Echter, voor on-line of at-line metingen kan een rechte buis meer geschikt worden bevonden.Preferably, the body is a U-shaped glass tube. However, a straight tube may be considered more suitable for on-line or at-line measurements.
De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van voorbeelden, zonder daartoe te worden 2 0 beperkt.The invention will now be elucidated on the basis of examples, without being limited thereto.
VoorbeeldenExamples
Fysisch principe 25 De dichtheid p van een samenstelling in een lichaam dat in trilling wordt gebracht, is gerelateerd aan de periode T van deze trilling als volgt : p = AT2 + B 30 waarbij A en B constanten zijn voor het betreffende lichaam en afhankelijk zijn van de elasticiteit, structuur en massa van het lichaam. A en B worden bepaald door calibratie van het lichaam met behulp van - 6 - twee materialen met bekende dichtheid, bij voorbeeld lucht (p = 0,00120 g/cm3) en water (p = 0,99821 g/cm3) bij STP-voorwaarden.Physical principle 25 The density p of a composition in a body that is brought into vibration is related to the period T of this vibration as follows: p = AT2 + B 30 where A and B are constants for the body concerned and depend on the elasticity, structure and mass of the body. A and B are determined by calibration of the body using - 6 - two materials of known density, for example air (p = 0.00120 g / cm3) and water (p = 0.98821 g / cm3) at STP- conditions.
5 Meetmethode voor de bepaling van de dichtheid van een y.ezel5 Measurement method for determining the density of a donkey
De dichtheid van een vezel kan worden bepaald door een glazen U-buis te vullen met de vezel met onbekende dichtheid en een vloeistof of gas met 10 bekende dichtheid, waarna de dichtheid van het systeem vezel/vloeistof kan worden bepaald. Vervolgens kan de meting worden herhaald met een tweede vloeistof of gas met bekende dichtheid, waarbij de vezel in de buis blijft. Belangrijk is dat de vloeistof in de U-buis 15 geen opgesloten gas bevat. Het vervangen van het eerste medium door het tweede medium moet dan ook zorgvuldig gebeuren, bijvoorbeeld door extra ontluchten of vacuumzuigen van de U-vormige buis. De methode is in het bijzonder geschikt voor niet-poreuze vezels.The density of a fiber can be determined by filling a glass U-tube with the fiber of unknown density and a liquid or gas of known density, after which the density of the fiber / liquid system can be determined. The measurement can then be repeated with a second liquid or gas of known density, the fiber remaining in the tube. It is important that the liquid in the U-tube 15 does not contain any trapped gas. The replacement of the first medium by the second medium must therefore be done carefully, for example by additional venting or vacuum suction of the U-shaped tube. The method is particularly suitable for non-porous fibers.
20 Echter, bij de bepaling aan poreuze vezels kan de nauwkeurigheid verbeterd worden door de buis onder druk te bedrijven, bijvoorbeeld bij 2 tot 5 atmosfeer.However, in the determination of porous fibers, accuracy can be improved by operating the tube under pressure, for example at 2 to 5 atmospheres.
Theorie 25 De gemeten dichtheid p van de samenstelling waarmee het capillaire volume (Vcap) gevuld is, bestaat uit bijdragen van de massa van de 'vezel (mfib) en de massa van de vloeistof (muq) . Deze massa's kunnen omgezet worden in dichtheden van respectievelijk de 30 vezel (pfib, te bepalen) en de vloeistof (piiq, bekend) en hun respectievelijke volumes Vfib en Vuq als volgt : „ _ hllot _ mfi5 + miiq _ Pfib· Vfib Pliq· Viq _ Vb ~ Viq Ρ-γ-w V “pfibv p,u,v cap wcap vcap vcap vcap 1012750 - 7 -Theory 25 The measured density p of the composition with which the capillary volume (Vcap) is filled consists of contributions from the mass of the fiber (mfib) and the mass of the liquid (muq). These masses can be converted into densities of the fiber (pfib, to be determined) and the liquid (piiq, known) and their respective volumes of Vfib and Vuq, respectively, as follows: „_ hllot _ mfi5 + miiq _ Pfib · Vfib Pliq · Viq _ Vb ~ Viq Ρ-γ-w V “pfibv p, u, v cap wcap vcap vcap vcap 1012750 - 7 -
De volumefracties van de vezel en de vloeistof kunnen geschreven worden als : 5 = m en = 1-φ V Y V Ψ "cap "capThe volume fractions of the fiber and liquid can be written as: 5 = m and = 1-φ V Y V Ψ "cap" cap
Substitutie van de volumefracties in (1) geeft : P = Pffl>9 + PfiqO-<P) (2) 10Substitution of the volume fractions in (1) gives: P = Pffl> 9 + PfiqO- <P) (2) 10
Wanneer de meting wordt uitgevoerd zoals boven beschreven met twee verschillende vloeistoffen met bekende dichtheden pA and pB, dan worden twee dichtheden pi and p2 gemeten. Dit geeft een stelsel van twee 15 veraelijkinoen met pfib en φ als onbekende grootheden :When the measurement is performed as described above with two different liquids with known densities pA and pB, two densities pi and p2 are measured. This gives a system of two 15 equations with pfib and φ as unknown quantities:
Pi = Pm>9 + PaO ~ φ) (3) P2 = Pfib<P + P&(1-<P) (4) 20 Door (4) van (3) af te trekken, kan φ worden geëlimineerd: Ρι-Ρ2=(1“Φ)(Ρα-Ρβ) 1-φ=Ρ?-~Ρ2.Pi = Pm> 9 + PaO ~ φ) (3) P2 = Pfib <P + P & (1- <P) (4) 20 By subtracting (4) from (3), φ can be eliminated: Ρι-Ρ2 = (1 “Φ) (Ρα-Ρβ) 1-φ = Ρ? - ~ Ρ2.
Pa — Pb 25 φ = 1 - Pl ~ (5)Pa - Pb 25 φ = 1 - Pl ~ (5)
Pa “PbPa “Pb
Substitutie van de berekende waarde van φ, resulteert 1012750 - 8 - in de dichtheid van de vezel : _ _Ρι-0-Φ)Ρα Ρλ =-“- (β) ΦSubstitution of the calculated value of φ, 1012750 - 8 - results in the density of the fiber: _ _Ρι-0-Φ) Ρα Ρλ = - “- (β) Φ
Voorbeeld IExample I
5 Alle metingen werden uitgevoerd met een aangepaste DA-300M dichtheidsmeter van Mettler-Toledo bij 17,5°C. Het capillair werd gevuld met polyethyleen vezel (DSM N.V., Nederland) en met methanol (dichtheid pA = 0,7986 g.cm"3) . De gemeten dichtheid van deze 10 samenstelling was pi = 0,8212 g.cm'3. Vervolgens werd de methanol vervangen door chloroform (pB * 1,4365 g.cm'3) . De gemeten dichtheid van ddeze dsamenstelling bedroeg p2 = 1,3595 g.cm"3. Invullen van deze waarden in (5) geeft een volumefractie φ = 0,156, i.e. de volumefractie van 15 de vezel in het capillaire volume bedraagt 15,6 volume%. Invullen van de volumefractie φ in (6) resulteert in een dichtheid van de polyethyleen vezel van 0.943 q.cnr1. Deze dichtheid is - binnen de meetnauwkeurigheid - gelijk aan de dichtheid bepaald 20 met de klassieke dichtheidsgradientmethode.All measurements were performed with a modified DA-300M density meter from Mettler-Toledo at 17.5 ° C. The capillary was filled with polyethylene fiber (DSM NV, the Netherlands) and with methanol (density pA = 0.7986 g.cm · 3). The measured density of this composition was pi = 0.8212 g.cm · 3. the methanol was replaced with chloroform (pB * 1.4565 g.cm'3). The measured density of this composition was p2 = 1.3595 g.cm "3. Entering these values in (5) gives a volume fraction φ = 0.156, i.e. the volume fraction of the fiber in the capillary volume is 15.6 volume%. Entering the volume fraction φ in (6) results in a density of the polyethylene fiber of 0.943 q.cnr1. Within the measurement accuracy, this density is equal to the density determined by the classical density gradient method.
Controle van de juistheid van de bepaling met een derde vloeistofCheck the accuracy of the determination with a third liquid
Een bijkomende, derde meting met een 25 vloeistof met bekende dichtheid pc biedt de mogelijkheid om de juistheid van de dichtheidsmeting te controleren. Uitbreiding van de methode tot meer dan 3 vloeistoffen is uiteraard ook mogelijk.An additional, third measurement with a liquid of known density PC offers the possibility to check the correctness of the density measurement. It is of course also possible to extend the method to more than 3 liquids.
30 Bepaling van het vezel volume.30 Determination of the fiber volume.
De volumefractie van de vezel is gelijk aan 1012750 - 9 - het kwadraat van de verhouding tussen de diameter van de vezel en het capillair als volgt :The volume fraction of the fiber is equal to 1012750 - 9 - the square of the ratio between the diameter of the fiber and the capillary as follows:
Vfib _ ^ ’π * · Ifib _ ^fib _ ^Vfib _ ^ ’π * Ifib _ ^ fib _ ^
Vcap V*'Ti' 0%ap ’ ^cap k. 0cap > 5Vcap V * 'Ti' 0% ap '^ cap k. 0cap> 5
Met een vezel die door het hele capillair gespannen is, is lfib gelijk aan lcap. Combinatie van vergelijking (6) en (7) maakt het mogelijk om 0£ib te berekenen wanneer 0cap bekend is.With a fiber stretched throughout the capillary, lfib equals lcap. Combination of equation (6) and (7) makes it possible to calculate 0 £ ib when 0cap is known.
1010
Bepaling van de denier van een vezelDetermination of the denier of a fiber
Het volume van de vezel in de U-buis is gelijk aan : 15 vr,b=-!2a = ^tis· (8)The volume of the fiber in the U-tube is equal to: 15 vr, b = -! 2a = ^ tis (8)
Pfib PfibPfib Pfib
Hierbij is dfu, de massa van de vezel per eenheid lenhte (denier). Substitutie van (8) in de vezel volume fractie (6) geeft: 20Here dfu is the mass of the fiber per unit lenhte (denier). Substitution of (8) in the fiber volume fraction (6) gives: 20
Yfib _ _ 4-dfn, _φ {9) ^cap Λ 'TC · 0^ · 1Μρ Pfib ' ^ ‘ ^capYfib _ _ 4-dfn, _φ {9) ^ cap Λ 'TC0 ^ 1 ·ρ Pfib' ^ ‘^ cap
Zoals bij (7) met een gespannen vezel is lfib gelijk aan leap. Gebruik van formule (9) en (2) geeft : 25As with (7) with a stretched fiber, lfib is equal to leap. Using formula (9) and (2) gives: 25
Pfib = Piiq 1 -(p-Piiq) 4.d“P (10>Pfib = Piiq 1 - (p-Piiq) 4.d “P (10>
Met behulp van metingen met drie verschillende f01t7S0 - 10 - vloeistoffen kan de denier van een vezel worden bepaald (alsmede de dichtheid van een vezel en de diameter van de buis).The denier of a fiber (as well as the density of a fiber and the diameter of the tube) can be determined using measurements with three different f01t7S0 - 10 liquids.
TGT2750TGT2750
Claims (7)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012750A NL1012750C2 (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Method for determining the density of a fiber. |
| AU60298/00A AU6029800A (en) | 1999-07-30 | 2000-07-18 | Method for determination of the density of a single fibre |
| PCT/NL2000/000503 WO2001009585A1 (en) | 1999-07-30 | 2000-07-18 | Method for determination of the density of a single fibre |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012750A NL1012750C2 (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Method for determining the density of a fiber. |
| NL1012750 | 1999-07-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1012750C2 true NL1012750C2 (en) | 2001-02-01 |
Family
ID=19769682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1012750A NL1012750C2 (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Method for determining the density of a fiber. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU6029800A (en) |
| NL (1) | NL1012750C2 (en) |
| WO (1) | WO2001009585A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106338452A (en) * | 2016-12-06 | 2017-01-18 | 盐城工业职业技术学院 | Fiber density testing instrument |
| CN108627447A (en) * | 2018-03-23 | 2018-10-09 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | Method for testing content of carboxymethyl cellulose gum-liquid insoluble substances for lithium ion battery |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2278510A (en) * | 1939-07-26 | 1942-04-07 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Sensitive device for measuring linear density of wire |
| DE1648953B1 (en) * | 1967-03-21 | 1971-08-12 | Hans Leopold | DEVICE FOR MEASURING DENSITY |
| US5099504A (en) * | 1987-03-31 | 1992-03-24 | Adaptive Technologies, Inc. | Thickness/density mesuring apparatus |
| US5201215A (en) * | 1991-10-17 | 1993-04-13 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for simultaneous measurement of mass loading and fluid property changes using a quartz crystal microbalance |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342618A (en) * | 1979-05-14 | 1982-08-03 | Alkibiadis Karnis | Method and apparatus on-line monitoring of fibre length of mechanical pumps |
| US5270787A (en) * | 1990-03-14 | 1993-12-14 | Zellweger Uster Inc. | Electro-optical methods and apparatus for high speed, multivariate measurement of individual entities in fiber or other samples |
| US6092429A (en) * | 1997-12-04 | 2000-07-25 | Micro Motion, Inc. | Driver for oscillating a vibrating conduit |
-
1999
- 1999-07-30 NL NL1012750A patent/NL1012750C2/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-07-18 AU AU60298/00A patent/AU6029800A/en not_active Abandoned
- 2000-07-18 WO PCT/NL2000/000503 patent/WO2001009585A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2278510A (en) * | 1939-07-26 | 1942-04-07 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Sensitive device for measuring linear density of wire |
| DE1648953B1 (en) * | 1967-03-21 | 1971-08-12 | Hans Leopold | DEVICE FOR MEASURING DENSITY |
| US5099504A (en) * | 1987-03-31 | 1992-03-24 | Adaptive Technologies, Inc. | Thickness/density mesuring apparatus |
| US5201215A (en) * | 1991-10-17 | 1993-04-13 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for simultaneous measurement of mass loading and fluid property changes using a quartz crystal microbalance |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ULMANN: "Encyklopädie der technischen Chemie", 1980, XP000892310 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001009585A1 (en) | 2001-02-08 |
| AU6029800A (en) | 2001-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Picker et al. | A high-precision digital readout flow densimeter for liquids | |
| Jena et al. | Characterization of pore structure of filtration media | |
| Mewis et al. | The rheological properties of suspensions of fibres in Newtonian fluids subjected to extensional deformations | |
| Houston et al. | Laboratory filter paper suction measurements | |
| Tucker et al. | Critical state of bubbles in liquid‐gas solutions | |
| Bauer et al. | Precise viscosity measurements of Newtonian liquids with v< 1 mm 2/s for the selection of suitable standards | |
| EA007572B1 (en) | Device for determining fineness of mineral fibers | |
| NL1012750C2 (en) | Method for determining the density of a fiber. | |
| Glaves et al. | Membrane pore structure analysis via nmr spinlattice relaxation experiments | |
| Fahey et al. | Effect of pressure on the apparent specific volume of proteins | |
| Ambrosone et al. | Analysis of velocity cross-correlation and preferential solvation for the system N-methylpyrrolidone–water at 20° C | |
| Björklund et al. | Humidity scanning quartz crystal microbalance with dissipation monitoring setup for determination of sorption-desorption isotherms and rheological changes | |
| Shuler et al. | The kinetics of membrane processes. III. The Diffusion of various non‐electrolytes through collodion membranes | |
| US2688868A (en) | Specific gravity meter | |
| Hidnert et al. | Density of solids and liquids | |
| JP3962851B2 (en) | Particle mass difference monitor that compensates for volatilization loss internally | |
| Ward et al. | Adsorption at the solid–liquid interface as the source of contact angle dependence on the curvature of the three-phase line | |
| Bugge et al. | The determination of the surface area of powders by means of low‐temperature adsorption isotherms | |
| DE68922098T2 (en) | Method and device for measuring the concentration of a paramagnetic gas. | |
| Tanaka | Density Measurement of Fluids with a Vibrating Densimeter at several Temperatures | |
| Jones et al. | Phase behaviour of argon and krypton adsorbed in mesoporous Vycor glass | |
| Fierro et al. | Gas dynamics at low pressures in a vacuum microbalance | |
| Wagner et al. | Determining Liquid and Vapor Densities in Closed Systems. A Precise Method | |
| Aminabhavi et al. | Chemical compatibility of geomembranes-sorption, diffusion and swelling phenomena | |
| Briscoe et al. | Comments on a novel technique for the quantitative measurement of gaseous uptake in organic polymers at high pressure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20040201 |