专利名称:检测移动纺织材料的装置的制作方法
检测移动纺织材料的装置所属技术领域：
[0001]本实用新型涉及纺织材料测试领域。它涉及对移动的纺织材料进行测试的装 置。例如，这项实用新型可以适用于纺纱机或绕线机的光学清纱装置。
背景技术：
[0002]众所周知，有很多种不同类型的装置进行纺织材料的测试。这些装置，可以分 为实验室测试(在线)和在生产过程中测试(离线)这两个种类。各种传感器的原理对应 不同的纺织测试方法，具体应用某传感器原理，取决于它的最佳检测特征。特别是在纱 线测试领域，经常被采用的传感器原理是电容和光学原理。后者，纱线是由光源照明， 并且纱线反射的光由光检测器检测到。该纱线的粗细或可以存在的异物可以由此确定。 WO-93/13407A1陈述了这样一个光学清纱的例子。[0003]在纺纱和成形过程中，处理纺织材料时会有数量可观的灰尘颗粒，纤维碎片， 反光微粒和灰尘微粒。这些颗粒，为简单起见以下简称“灰尘颗粒”或“灰尘”，其漂 浮在空气中或附着在纺织设备部件表面。这种灰尘颗粒在纺织材料和其接触的部件相对 摩擦时被激活。纺织检测装置的部件位于运行纺织材料特别接近的位置，并在相对短的 时间被这些灰尘包围。这导致了一个事实，即表面很快被积聚的灰尘覆盖，这损害了传 感器的运作，甚至达到无法运作的程度。因为这一原因，纺织测试变得不可靠。为[0004]众所周知，尤其是用于测量装置的外表面，使用合适纹理的方法实现防 灰尘或自我清洁功能是十分有必要的。人们可以找到出版物WO-96/04123A1， EP-1,055,924A2, W0_00/58410A1或W0_02/14804A1等等这方面的例子。这种现象可 以概括为“莲花效应” 。通过表面(即纹理)的特殊结构达到低润湿性。表面包括凹凸 的部分，其中这些凹凸之间的距离介于纳米到微米范围内。这样的纹理表面使与之接触 的液体的张力最小化，这样就没有润湿表面的现象发生。可以另外增加防水材料表面的 方法实现上述纹理的效果。[0005]纳米纹理表面也属于目前的公知技术。纳米纹理表面的纹理其典型结构在纳米 尺寸范围内，约1到100纳米。在2004年2月出版的“科技期刊scientia halensis,马丁 路德大学，哈雷-维滕贝格”中概述了纳米技术和纳米结构。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种测试纺织材料的装置，能够避免上述 最新技术的缺点。使纺织测试不受灰尘积累的损害，从而使测试更可靠。特别是，减少 本实用新型所述的对测量至关重要的装置表面的污染，以及使表面清洗简化。[0007]本实用新型所述装置包括供纺织材料移动的通道区域，和一个部件，其包括 一个面对纺织材料的表面，表面包括凸起部分或凹陷部分。[0008]本实用新型基于这样一种认识，即一个部件的表面合适的纹理可以消除污染。 “纹理”在本实用新型中应理解为一个表面的构造。表面上的纹理包含高度变化，即凸起部分和/或凹陷部分，相对于表面纵向和横向的长度所述高度非常小。所述高度变化 的关键在于可以区分出平面上的凸起部分和凹陷部分，或者说相互毗连的凸起和凹陷， 这一认识的具体内容，本实用新型下述的部分不再赘述。[0009]本实用新型所述的检测移动纺织材料的装置，包括供纺织材料移动的通道 区域，和一个部件，其包括一个面对纺织材料的表面，表面包括凸起部分和/或凹陷部 分，用于消除表面上的污染。[0010]本实用新型所述检测移动纺织材料的方法，包括纺织材料移动的通过部件部 件，其包括一个面对纺织材料的表面，表面包括凸起部分和/或凹陷部分，用于消除表 面上的污染。[0011]本实用新型所述装置的第一个实施例基于“滑流效应”。如果被测纺织材始终 沿着部件的同一方向运动，则积聚的灰尘也总是沿着同一方向。表面上的凸起部分阻挡 迎面而来的灰尘颗粒，从而防止表面其他部分被污染。因此，凸起的部分起到“保护 伞”的作用，其有针对性地捕获灰尘颗粒和保持其他地区清洁。[0012]本实用新型所述装置的第二个实施例基于“莲花效应 ”。 “莲花效应 ”是 指一个表面，因为其具有一定的特殊结构(即纹理)具有防水的效果。表面包括凸起和凹 陷，所述凸起部分之间距离在0.1纳米至1毫米之间，最好在0.1微米至200微米之间，凸 起部分和凹陷部分的高度差在Inm至1毫米之间，最好是在0.1微米至100微米之间。[0013]表面纹理可以基于纳米技术。所述纳米表面的纹理，其典型的结构尺寸在纳米 范围之内，约1到100纳米。此外，纳米颗粒也可以在功能系统中有序地分成若干单位。 该纳米纹理表面可以，包括一个非常薄的功能层和/或是在纳米范围内特别小的颗粒结 构。[0014]该实用新型可以适用于多种纤维材料的测试。其可应用于实验室检测(离线) 或在生产过程中测试(在线)。它适用于不同的测量原理，如光学或电容测量原理，优选 使用于容易被污染的光学测量领域。
[0015]下面结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。[0016]图1是公知技术WO-93/13407A1所述的光学清纱器的示意图。[0017]图2是本实用新型所述有纹理表面的示意图。[0018]图3是图2中所示III区域表面的纹理局部放大图。[0019]图4是图3中所示IV区域表面的纹理局部放大图。。[0020]图5是一个类似于图3所示结构的本实用新型进一步改进的示意图。随后描述 的是涉及光学清纱器的例子。这些例子绝不应被理解为对本实用新型的限制。该实用新 型适合于其他应用，例如用于测试纺织材料网，以及其他的测量原理，例如用于电容测量原理。[0021]具体实施方式
[0022]如图1所示的是一个光学清纱器1的例子。这种清纱器1被WO-93/13407A1所 披露。在清纱器1包括壳2，其有供纱线4或其他线状物通过的测量狭缝3。纱线4沿 着如箭头40所示的纵向方向运动，并由没有示出的引导装置引导，使之不会偏离其纵向方向。光源7位于壳的光源部分5，其例如可以是发光二极管(LED)。第一光馈送器8 将来自光源7的光分为两束并通过两个入射棱镜9，9’射到到纱线4上。纱线4所反射 的光通过出射表面100射到第一出射棱镜10上，并通过第一出射棱镜10和第二光馈送器 12传输到第一光传感器14。其中，“入射”和“出射”是针对纱线4而言的。第二出 射棱镜11和第三光馈送器13将纱线4反射的光传输到位于壳2传感器部分6的第二光传 感器15。测量狭缝3位于壳2上的光源部分5和传感器部分结构6之间。第一光馈送 器8，第二光馈送器12，第三光馈送器13，可以采用光纤结构，例如可以是一个注塑塑 料构成的透明结构，或在里面有可弯曲镜面部分。[0023]能够观察到光学纺织品测试装置上的所述的污染的问题。在图1所示的例子 中，尤其在测量狭缝3光学表面，面向纱线4的位置容易受到污染的影响，即入射棱镜 9，9’和第一出射棱镜10，第二出射棱镜11的表面。对污染问题的解决方案由下图2-5 所示。[0024]图2显示了一个位于装置1的表面100的示意图，例如可以是图1所示光学装置 1上的第一出射棱镜10光线出射表面。表面100面对纱线4，因此特别容易受到污染， 其上有纹理。可以设计和调整纹理，这样，可以至少部分地减少或阻止了表面100的污 染。纹理可覆盖整个表面100，或只是部分覆盖或部件。[0025]图3所示的是表面100的一种纹理的实施例。本例中的纹理包括一个基本一维 的网格。网格在横向方向y不改变，网格在纵向方向χ由交替的楔形部分101(或锯齿形 的)和平坦部分102组成。楔形部分101为凸起的部分，高于表面的平坦部分102所在 的平面xy。网格的周期长度ρ可以是1微米至1毫米，例如是约5微米至50微米，最好 10微米。楔形部分101和平坦部分10在纵向方向χ可以但不然保持同一的长度。楔形 角α可以在10度至80度之间，例如为15度至45度，最好是约30度。典型的楔形高 度h约在0.7至25微米之间。一般来说楔形高度在0.1微米至1毫米也可以考虑。[0026]图4所示的是图3所示的纹理的工作原理。现举一个现实的例子，纱线4总是 延同一方向+X通过测量狭缝3，任何可以的纱线4释放的灰尘颗粒41也是延同一方向+X 以一定的速度运动。可以认为，灰尘颗粒41总是延同一方向-χ积累。楔形部分101可 以看作是“保护伞”遮挡灰尘颗粒41。为此，楔形部分101斜曲面部分的聚集区103积 累灰尘42，也可以有部分落在平坦结构102。相比之下，在平坦部分102的楔形部分101 斜面遮蔽之下的耐脏区104上实际灰尘颗粒41很少。耐脏区104不会阻挡光线。这种 情况下，对光学器件来说，一方面耐脏区104上完全没有灰尘，另一方面聚集区103上有 大量灰尘的结构，比传统的表面没有纹理的污染相对普遍存在的结构要好很多。在本实 用新型所述的装置1上，可以采用上述结构使通过光学表面100或在光学表面100反射的 光线充分的不受干扰的传输。[0027]图2-4所示的表面100只是在众多可以的纹理之一的例子。上述的纹理中像楔 形部分101的那样的结构，可以是在纵向片段(纵向方向χ)上的矩形，或正弦(波浪等) 和/或其他不同形状。并不一定要有平坦部分102。纹理尺寸和形状选择依赖于以下参 数例如棱镜的材料，测量狭缝3的宽度，纱线3与表面100的距离，纱线4的速度，尺 寸，材料和灰尘颗粒41的聚合速度，以上这些参数是最常被考虑的。根据本实用新型所 述的纹理的共同点在于，他们应当包括上升部分和/或下降部分，其目的在于使得灰尘颗粒41不粘在表面上，或只在粘在聚集区103，在那里不会造成干扰。根据本实用新型 的启示，本领域的技术人员可以想到的纹理结构都应认为在本实用新型的领域内。[0028]如果网格的周期长度ρ比较小，与光的波长相近，在光学装置的网格上可以会 发生光衍射。光衍射会影响到目标的测量。所以这种衍射也是有害的。为了防止衍射， 最好设计一种无定周期结构的纹理。所有本实用新型所述的纹理没有必要是周期性的。 图5显示了一个无周期性纹理的表面100。其中的短划线表示楔形(或其他不同形状)的 部分，其已经由图3和4进行了解释。在此实施例中，是一个典型的楔形部分宽度低于 表面100的总宽度。不同楔形部分的长度可以不一样。如图5所示他们不一定需要保持 一致的互相平行，其实他们甚至不一定是直线，其可以是弓状。他们可以以一种随机的 方式分布在表面。[0029]本实用新型所述的装置1的表面100上进一步改进的纹理可以是，如出版物 WO-96/04123A1或W0_00/58410A1所述的那样。表面100材质的表面因为莲花效应 具有自洁功能(此处未显示在附图)。即使小表面张力的液体实际上也无法浸润表面 100，同样飞沫也不会沾在表面100。表面100包括凸起结构和凹陷结构以实现上述具体 特征，其中，凸起部分之间的距离在Inm到1毫米的范围内，凸起的高度也在1纳米至1 毫米范围内。其可以是一个纳米结构的表面。[0030]本实用新型中，许多不同的材料可以用来制造装置1的表面100。表面100可以 和安装它的棱镜采用相同的材料，可以采用光学器件中常用的光学玻璃或塑料。另外， 表面100可以覆盖和部件10—样的涂层。这种涂层可以是单层或数层。理想的涂料应 防刮，有防灰尘功能和/或消除静电的功能。满足这些要求的材料，可以是陶瓷材料或 疏水性聚合物的，如聚四氟乙烯(PTFE，特富龙 )。[0031]本实用新型所述的装置1上有纹理的表面100与部件10 —体制出，例如用注射 成型方法制作出适当的纹理形状。另外，可以稍后阶段制出纹理，例如可以采用压 花，蚀刻或涂层的方式。相关的微结构制作方法是众所周知的。[0032]作为优选方式，可以偶尔或定期清洗表面100。例如，这种清洁可以包括有清洗 液，气体冲洗，用刷子或布机械刷洗。上述的方法可以用来清洁聚集区103，或者保持表 面100自清洁。[0033]当然，本实用新型不仅限于上述的实施例。按照本实用新型所述的技术，本领 域的技术人员所能进行的变化，也属于本实用新型的范围。
权利要求
1.一种检测移动纺织材料的装置(1)，包括供纺织材料移动的测量狭缝(3)， 和一个部件(10)，其包括一个面对纺织材料的表面(100)，特征在于，表面(100)包括凸起部分(100)或凹陷部分(102)。
2.如权利要求
1所述的装置(1)，其特征在于，所述凸起部分(101)的纹理在纵向方 向(χ)上为楔状，长方形或正弦分布。
3.如权利要求
2所述的装置(1)，其特征在于，所述纹理为一维网格。
4.如权利要求
3所述的装置(1)，其特征在于，所述网格周期长度(ρ)1微米至1毫米 之间。
5.如权利要求
4所述的装置(1)，其特征在于，所述网格周期长度在5微米和50微米 之间。
6.如权利要求
5所述的装置(1)，其特征在于，所述网格周期长度为10微米。
7.如权利要求
3所述的装置(1)，其特征在于，所述凸起部分(101)之间距离在0.1 纳米至1毫米之间，所述凸起的部分(101)和凹陷部分(102)的高度差(h)在Inm至1毫 米之间。
8.如权利要求
7所述的装置(1)，其特征在于，所述凸起部分(101)之间距离在0.1 微米至200微米之间，所述凸起的部分(101)和凹陷部分(10 的高度差(h)在在0.1微 米至100微米之间。
9.如上述权利要求
之一所述的装置，其特征在于，表面(100)和安装它的部件(10) 采用相同的材料。
10.如权利要求
9所述的装置，其特征在于，表面(100)和安装它的部件(10)采用相 同的玻璃或塑料材料。
11.如权利要求
1-8中任意一项所述的装置(1)，其特征在于，表面(100)包含有涂 层，层积在部件(10)上，该涂层可以包含陶瓷材料和疏水性聚合物。
12.如权利要求
1-8中任意一项所述的装置(1)，其特征在于，部件(10)是光学部 件，表面(100)是一个光学表面。
专利摘要
本实用新型公开了一种检测移动纺织材料(4)的装置，一个光学部件(10)的表面(100)，其面对纺织材料(4)，表面(100)包括凸起部分(101)和/或凹陷部分(102)，用于消除表面(100)上的污染。所述凸起的部分(101)捕捉即将到来的灰尘颗粒(41)，以此防止面(100)的其他区域104被污染。使用这种方式来减少表面(100)的污染，从而使测试更可靠。
文档编号B65H63/06GKCN201808967SQ200890000066
公开日2011年4月27日 申请日期2008年5月27日
发明者拉法里奥·斯托兹, 汉斯鲁迪·万普费尔 申请人:乌斯特技术股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan