CN103926137B - 一种银纤维抗疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种银纤维抗疲劳测试装置，包括一具有电源插头及开关的底座，在底座上设置有测试板，所述测试板上设置有一用于模拟银纤维在针织机上针织时银纤维与钩针摩擦接触的模拟装置，在模拟装置上设置有与待测银纤维电连接的电阻值测量装置及用于测量待测银纤维与钩针摩擦次数的摩擦次数采集传感器，所述测试板上设置有一用于测量及记录每次银纤维摩擦接触后的电阻值的单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统，所述单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统分别通过摩擦次数采集传感器及电阻值测量装置与模拟装置电连接。保证了得到镀银纤维面料的准确镀银含量，保证了镀银纤维面料的防辐射性能，有效提高了镀银纤维织物的使用寿命。

Description

一种银纤维抗疲劳测试装置

技术领域

本发明涉及，特别涉及一种银纤维抗疲劳测试装置。

背景技术

随着现代生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也在不断的提高，衣、食、住、行衣为先，纤维作为人们平常穿的衣物已经有多种多样，例如在尼龙纤维表面涂敷的银层的得到的银纤维，采用银纤维制作的防电磁屏蔽面料因其防辐射性能的优良，已被广泛的用于孕妇防辐射服，众所周知，防辐射服的电磁屏蔽原理主要靠镀银纤维形成的闭合回路，导电率的大小将直接影响电磁屏蔽性能的优劣，而尼龙纤维表面的镀银层的厚度是决定镀银纤维电阻率大小的关键，传统的针织机采用钩针将银纤维钩入针床进行反复针织的过程不可避免的将对镀银纤维表面的银层造成刮伤，这将不可避免的影响到电磁屏蔽面料的防辐射性能，也就是说，成品的防辐射面料的电阻值将偏大，而经不同数量针床及不同线圈数量得到的防辐射面料，因银纤维与钩针的磨损次数不同导致其电阻值下降的程度也不同，最终成品防辐射面料将低于理论上防辐射面料的电磁屏蔽效果，而表面银层的初期磨损也将导致人们在后期的穿着、洗涤加速破坏的速度，从而导致防辐射面料的使用寿命的下降。所以，纤维的应力和疲劳检测是把握纺织品质量的重要环节，它直接涉及到纤维品质的定级以及终端应用，如服装、家用纺织品、汽车内饰件等多种用途。任何纤维都要经过强度不断变化的应力反复作用，因此，纤维的耐疲劳的测试显得尤为重要。

一般认为，影响镀银纤维耐疲劳性能的因素主要有下列这些：

1.纤维本身的韧性。研究发现，纤维基体本身的韧性越强，纤维的寿命也越长，一般公认尼龙纤维的韧性较强。

2.镀银层与基体结合的牢度。

3.镀银层本身的耐疲劳性能。

对银纤维而言，其屏蔽性能的下降主要表现为镀银层本身的破坏和镀银层与纤维基体的剥离。

关于涂覆层附着力的测试方法有许多。如美国油漆附着力测试方法标准ASTMD3359-1997

提供了一种刀锋测试法。它是用锋利刀片(刀锋角度为15°～30°)在测试样本表面划10×10个1mm×1mm小网格，每一条划线应深及油漆的底层；用毛刷将测试区域的碎片刷干净；用粘附力350～400g/cm2的胶带(3M600号胶纸或等同)牢牢粘住被测试小网格，并用橡皮擦用力擦拭胶带，以加大胶带与被测区域的接触面积及力度；用手抓住胶带一端，在垂直方向(90°)迅速扯下胶纸，同一位置进行2次相同测试，其结果判定方法为：要求附着力≥4B时为合格。其中5B为划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均无油漆脱落；4B为在划线的交叉点处有小片的油漆脱落，且脱落总面积小于5％；3B为在划线的边缘及交叉点处有小片的油漆脱落，且脱落总面积在5％～15％之间；2B为在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积在15％～35％之间；1B为在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积在35％～65％之间；0B为在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积大于65％。银纤维的直径只有10～20μm，显然不适用于该方法。

美国ASTM B571-97标准给出了11种定性评价各种基材上金属覆盖层的附着力的方法，有弯曲试验法、打磨试验、拖曳试验、凿刀试验、锉刀试验、锯试验、淬火试验、冲击试验、剥离试验、推压试验、画格试验。其中：

1、弯曲试验。是将试样中心放在一个轴上，覆盖层面朝外，两边向下用力弯曲试样，直到两边平行。轴的直径应该是试样厚度的4倍。用低倍放大镜(如4倍)检查弯曲部位是否有覆盖层剥落，这是附着力差的表现。如果覆盖层破裂或起泡，则用锋利的刀片尝试看能否将覆盖层从基材上分离。对于坚硬和易脆的覆盖层，弯曲部位通常会出现裂纹。这些裂纹可能会也可能不会延伸到基材。无论哪种情况，出现裂纹并不表示试样的附着力差，除非用锋利的工具能够将覆盖层剥离。然后以180度的角度，反复弯曲试样，直到金属断裂。在低倍放大镜(如10倍)下观察此区域覆盖层的翘起和剥落。用锋利的刀片看能否从基材上分离覆盖层，如果能够分离，则说明此覆盖层的附着力较差。

2、打磨试验。是用一端为光滑半球状(直径为6mm)的工具在覆盖层上5cm的长度上打磨约15s。打磨时的力度应保持为每次都能够打磨试样，但又不至于使样品表面产生凹痕。观察是否出现起泡、分离和剥落现象。通常，覆盖层较厚时得到的结果会不那么令人满意。

3、凿刀试验。用一把锋利的冷凿子刺穿要进行试验的样品表面的覆盖层。凿子可以从覆盖层后部刺入，也可以先用锯子锯开，再从露出来的覆盖层和基材的结合面刺入。可用刀子代替凿子。用刀子时，可以用锤来锤或其它工具轻敲，也可以不用。如果用这种方法就可以去除覆盖层，那么其附着力是比较差的。覆盖层比较软或薄时，此法不适用。

4、拖曳试验。在普通冲床上，选用可调整的冲模，将直径约为60mm的样品拉伸成为一个直径为38mm，深18mm的带突缘的帽状物。持续穿透内螺模，直到帽状物断裂。可以直接观察覆盖层的附着力情况，也可以通过第5部分给出的从基材上分离的技术进一步进行评价。如果出现覆盖层的剥落或与基材分离，则覆盖层的附着力是比较差的。这一方法得到的试验结果不仅涉及到覆盖层的柔韧性，同样也涉及基材的柔韧性。

5、锉刀试验。锯下一片试验样品，检查覆盖层和基材是否分离。在锯口用粗糙的锉从基材方向向覆盖层方向锉，锉的角度与覆盖层表面呈45度角。如果覆盖层剥落或从基材分离，则视为附着力不合格。

6、锯试验。用金刚砂轮从基材向覆盖层方向快速切割试样。也可以用弓锯来代替金刚砂轮，但同样要从基材向覆盖层方向锯。如果出现覆盖层剥落或分离，就可视为附着力不合格。

7、淬火试验。在炉子里加热试样一段时间，使其达到一定温度。保持炉温在选定温度的±10℃范围内。如果覆盖层或基材易氧化，则应在惰性气体或适当的液体中进行加热。然后在室温下将样品放入水中或其它适当的液体中进行淬火。如果出现剥落或分离，则试样的附着力不合格。覆盖层微孔里和基材的微坑里会裹存一些电镀溶液，这些电镀溶液会在加热和淬火过程中形成泡。如果泡周围的覆盖层不会从基材分离，则这些泡的存在不被视为是附着力不好的证据。

8、冲击试验。将试样放在一个适当的支撑物上，用锤子或其它冲击仪锤击试样使其变形。冲击头的直径为5mm或特别规定，冲击时加有负载。凹印或周边覆盖层如果出现脱落或起泡，则试样的附着力不合格。

9、剥离试验。将一条宽20mm，厚约1，5mm的钢条或黄铜条焊接或用适当的胶粘剂粘结在待测试样表面某一平整的部位。也可适用单面胶带代替。可以对胶粘剂进行加热。剥离时的度角、速率，所贴金属条(胶带)的厚度和宽度等固定。如果覆盖层和基材的界面出现任何异常，均可认为附着力不合格。

10、推压试验。从基材向覆盖层方向，钻一个直径为0.75cm的不通的孔，直到钻头钻过覆盖层和基材界面大概1.5mm后停止。将试样放在一个直径为2.5mm的圆环上，用一个直径为0.6cm的打孔器，以稳定的压力在孔不通的一端向下压，直到推压出一个按钮状的东西。如果按钮状的东西上的覆盖层或孔周围的覆盖层出现脱落或分离，则可视为试样的附着力不合格。

11、画格试验。用钢刀在试样表面划出3条或更多的平行线或者画出一个棋盘格。画格的刀应该是锋利的，刀尖为30度，所画的平行线之间的距离大约为覆盖层厚度的10倍，最小不小于0.4mm。在画线时，要保证每条线都划至基材。如果棋盘格上的某一块从基材上脱落，则认为该试样的附着力不合格。如果试样在上述步骤中附着力表现为合格，则用手指将压敏胶带(胶带的粘结强度至少为45g/mm)按压在干净的棋盘格上。在贴胶布前，应确保棋盘格上所有划格造成的颗粒和碎屑均被去除干净。胶布贴好后，抓住胶带的自由端，快速(不是猛拉)拉开胶带。拉开时自由端应尽量与试样表面呈180度角。如果胶带上粘有从棋盘格内脱落的覆盖层，则覆盖层的附着力不合格。不考虑与棋盘格相连的覆盖层。

该标准明确指出“对金属覆盖层附着力的定性检测试验方法的解释往往是有争议的。”并进一步指出，凿刀试验、锉刀试验、锯试验、推压试验和画格等试验不适用于覆盖层比较软或薄的试样，同时还认为，涂覆件的最终使用情况和方式决定了能最好的代表其功能上要求的试验方法。例如，对于要随后装配的涂覆件，弯曲测试或拖曳试验是适合的；对于要焊接或曝露于高温下的试样则适合进行淬火试验。如果一个部件在喷涂后需要烘烤或热处理，则需要进行附着力的测试。”由于银纤维的直径只有10～20μm，且很柔软，镀银层只有几个微米，在其织造过程中银纤维受到的是反复的拉拽、弯曲、表面摩擦等作用，这些作用的综合作用结果导致镀银层的破坏或剥离，表现为电阻值的升高，从而导致电磁屏蔽效能的下降。因此用这些方法中的任何一种均不适合评价银纤维的耐疲劳性能。

上述的方法及设备仅仅能够对纤维断裂失效的次数进行测量，但无法模拟纤维在织造的过程中与钩针的真实摩擦方式，并且针对镀银纤维也不能够通过断裂的方式测量出银层在与钩针刮擦时每一次的电阻值变化，而无法针对该问题预先控制银层的镀银量，来得到最终成品面料的电磁屏蔽预期效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够测试出银纤维在织造过程中，尤其是针织机过程中银纤维与钩针接触摩擦所造成的影响，预测银纤维织造的适应性和银纤维质量评价，进而指导改进工艺等，提高电磁屏蔽面料的防辐射性能及使用寿命的银纤维抗疲劳测试装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种银纤维抗疲劳测试装置，包括一具有电源插头及开关的底座，在底座上设置有测试板，所述测试板上设置有一用于模拟银纤维在针织机上织造时银纤维与钩针摩擦接触的模拟装置，在模拟装置上设置有与待测银纤维电连接的电阻值测量装置及用于测量待测银纤维与钩针摩擦次数的摩擦次数采集传感器，所述测试板上设置有一用于测量及记录每次银纤维摩擦接触后的电阻值的单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统，所述单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统分别通过摩擦次数采集传感器及电阻值测量装置与模拟装置电连接。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统由CPU、信号输入模块、计数采集模块、信息存储模块、控制模块、信号输出模块、电阻值变化显示模块及PC机组成，所述信号输入模块、计数采集模块、信息存储模块、控制模块及信号输出模块均与CPU电连接，所述信号输出模块通过电阻值变化显示模块与PC机电连接，所述电阻值测量装置通过信号输入模块与CPU电连接，摩擦次数采集传感器通过计数采集模块与CPU电连接。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述模拟装置包括一用于将待测银纤维的一端部固定的绝缘固定部件及与待测银纤维的另一端连接的用于牵拉待测银纤维的驱动部件，在待测银纤维上悬挂有一作用于待测银纤维上向下施加牵引力的牵引摩擦部件，所述牵引摩擦部件的牵引力与针织机钩针的牵引力相同。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述牵引摩擦部件为悬挂于待测银纤维上的一模拟钩针与待测银纤维喂入针床时反复接触的钩针体，在钩针体底部设置有配重块。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述驱动部件包括固定于测试板上的绝缘凸起，在绝缘凸起上设置有其轴线垂直于测试板的可转动的转轴，所述转轴上设置有用于固定待测银纤维其中一端的导电柱。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，电阻值测量装置包括一具有两测试笔的万用表，所述两测试笔分别与固定在绝缘固定部件上的待测银纤维一端及导电柱连接。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述底座或测试板上还设置有一当待测银纤维被磨损断裂后配重块带动钩针体下落时立即切断电源的急停装置，所述急停装置设于配重块下方。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述测试板上设置有允许钩针体穿过的用于稳定及限位当待测银纤维随驱动部件上下运动时随待测银纤维上下运动的钩针体及配重块的导向座。

上述的银纤维抗疲劳测试装置，所述测试板上设置有用于显示待测银纤维与钩针体摩擦次数的实时次数显示器，所述实时次数显示器通过次数显示模块与CPU电连接。

本发明银纤维抗疲劳测试装置的优点是：准确地模拟了银纤维在织造过程中受到的反复拉拽、弯曲和与金属构件的摩擦等作用，且结构简单、操作方便，测试结果准确，能够随时得到任何模拟摩擦次数后所对应的银纤维电阻值，并以数据和图表等方式提供测试结果。该装置能够对成品镀银纤维的镀银量进行检测和控制，在预先检测后可以判定银纤维的质量和可织性，并针对具体的银纤维织物面料的要求提前优选织造工艺和织物结构，进而保证了得到镀银纤维的质量，保证了镀银纤维面料的防辐射性能，有效提高了镀银纤维织物的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路结构框图；

图3为图1中I部分的局部结构放大图；

图4为图1中II部分的局部结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

如图1、2、3、4所示，一种银纤维抗疲劳测试装置，包括一具有电源插头1及开关2的底座3，在底座3上设置有竖直的测试板4，在测试板4上设置有一用于模拟银纤维5在针织机上针织时银纤维5与钩针摩擦接触的模拟装置6，在模拟装置6上设置有与待测银纤维5电连接的电阻值测量装置7及用于测量待测银纤维5与钩针摩擦次数的摩擦次数采集传感器8，所述测试板4上设置有一用于测量及记录每次银纤维5摩擦接触后的电阻值的单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统，所述单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统分别通过摩擦次数采集传感器8及电阻值测量装置7与模拟装置6电连接。单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统由CPU、信号输入模块、计数采集模块、信息存储模块、控制模块、信号输出模块、电阻值变化显示模块及PC机组成，所述信号输入模块、计数采集模块、信息存储模块、控制模块及信号输出模块均与CPU电连接，所述信号输出模块通过电阻值变化显示模块与PC机电连接，所述电阻值测量装置7通过信号输入模块与CPU电连接，摩擦次数采集传感器8通过计数采集模块与CPU电连接。

模拟装置6包括一用于将待测银纤维5的一端部固定的绝缘固定部件9及与待测银纤维5的另一端连接的用于牵拉待测银纤维5的驱动部件10，在待测银纤维5上悬挂有一作用于待测银纤维5上向下施加牵引力的牵引摩擦部件11，所述牵引摩擦部件11的牵引力与针织机钩针的牵引力相同。牵引摩擦部件11为悬挂于待测银纤维5上的一模拟钩针与待测银纤维5喂入针床时反复接触的钩针体12，在钩针体12的底部设置有配重块13。驱动部件10包括固定于测试板4上的绝缘凸起14，在绝缘凸起14上设置有其轴线垂直于测试板4的可转动的转轴15，所述转轴15上设置有用于固定待测银纤维5其中一端的导电柱16。电阻值测量装置7包括一具有两测试笔17的万用表18，也可以使用电阻测试仪，所述两测试笔17分别与固定在绝缘固定部件9上的待测银纤维5的一端及导电柱16连接。

在底座3或测试板4上还设置有一当待测银纤维5被磨损断裂后配重块13带动钩针体12下落时立即切断电源的急停装置19，所述急停装置19设于配重块13的下方。在测试板4上设置有允许钩针体12穿过的用于稳定及限位当待测银纤维5随驱动部件10上下运动时随待测银纤维5上下运动的钩针体12及配重块13的导向座20。在测试板4上设置有用于显示待测银纤维5与钩针体12摩擦次数的实时次数显示器21，所述实时次数显示器21通过次数显示模块与CPU电连接。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种银纤维抗疲劳测试装置，包括一具有电源插头及开关的底座，在底座上设置有测试板，其特征在于：所述测试板上设置有一用于模拟银纤维在针织机上针织时银纤维与钩针摩擦接触的模拟装置，在模拟装置上设置有与待测银纤维电连接的电阻值测量装置及用于测量待测银纤维与钩针摩擦次数的摩擦次数采集传感器，所述测试板上设置有一用于测量及记录每次银纤维摩擦接触后的电阻值的单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统，所述单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统分别通过摩擦次数采集传感器及电阻值测量装置与模拟装置电连接，所述模拟装置包括一用于将待测银纤维的一端部固定的绝缘固定部件及与待测银纤维的另一端连接的用于牵拉待测银纤维的驱动部件，在待测银纤维上悬挂有一作用于待测银纤维上向下施加牵引力的牵引摩擦部件，所述牵引摩擦部件的牵引力与针织机钩针的牵引力相同，所述牵引摩擦部件为悬挂于待测银纤维上的一模拟钩针与待测银纤维喂入针床时反复接触的钩针体，在钩针体底部设置有配重块。

2.根据权利要求1所述的银纤维抗疲劳测试装置，其特征是：所述单位摩擦次数电阻值变化测量显示系统由CPU、信号输入模块、计数采集模块、信息存储模块、控制模块、信号输出模块、电阻值变化显示模块及PC机组成，所述信号输入模块、计数采集模块、信息存储模块、控制模块及信号输出模块均与CPU电连接，所述信号输出模块通过电阻值变化显示模块与PC机电连接，所述电阻值测量装置通过信号输入模块与CPU电连接，摩擦次数采集传感器通过计数采集模块与CPU电连接。

3.根据权利要求1所述的银纤维抗疲劳测试装置，其特征是：所述驱动部件包括固定于测试板上的绝缘凸起，在绝缘凸起上设置有其轴线垂直于测试板的可转动的转轴，所述转轴上设置有用于固定待测银纤维其中一端的导电柱。

4.根据权利要求3所述的银纤维抗疲劳测试装置，其特征是：电阻值测量装置包括一具有两测试笔的万用表，所述两测试笔分别与固定在绝缘固定部件上的待测银纤维一端及导电柱连接。

5.根据权利要求4所述的银纤维抗疲劳测试装置，其特征是：所述底座或测试板上还设置有一当待测银纤维被磨损断裂后配重块带动钩针体下落时立即切断电源的急停装置，所述急停装置设于配重块下方。

6.根据权利要求5所述的银纤维抗疲劳测试装置，其特征是：所述测试板上设置有允许钩针体穿过的用于稳定及限位当待测银纤维随驱动部件上下运动时随待测银纤维上下运动的钩针体及配重块的导向座。

7.根据权利要求6所述的银纤维抗疲劳测试装置，其特征是：所述测试板上设置有用于显示待测银纤维与钩针体摩擦次数的实时次数显示器，所述实时次数显示器通过次数显示模块与CPU电连接。