CN110987704A - 一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置及测试方法，该测试方法包括能够将待测试的纱线或长丝多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面的卷绕机构和能够对所述丝线平面进行耐切割性能测试，确定纱线/长丝的耐切割指标及等级的织物耐切割性能测试机构，其中卷绕机构包括卷绕速度控制单元和横向速度控制单元；本发明的测试方法首先将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面，然后对丝线平面裁剪成尺寸合适的待测试样，将所述待测试样在环境中调湿后，依据现有防护服装织物的耐切割性能测试标准测试，确定纱线或长丝的耐切割性能指标及等级，本发明可操作性强，测试方法简单，易于推广。

Description

一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体的，本发明涉及一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置及测试方法。

背景技术

现有的对纺织品耐切割性能的评判主要是参照标准ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的国际测试标准进行测试，对于服装织物主要采用如附图1所示的TDM-100测试仪器对织物的耐切割性能进行测试评价，该测试仪器包括电机和驱动系统1，刀片支撑导向系统2，位置传感器3、刀片支架4、刀片夹5、刀片6、试样夹持器7、试样固定架8、平衡配重9、横梁10、配重台11及安全锁12等，该测试仪在测试过程中，是将织物测试样品通过试样夹持器夹紧，设置合适的配重，测试刀片在一定切割力下切穿织物时切割距离(一定切割力下切断织物刀片的位移量)满足标准要求条件下，切割距离与切割力最优拟合曲线中对应切割长度为20mm时的切割力作为测试指标，最好依据该测试指标对服装织物耐切割性能进行评级。

上述现有的标准仅用于对织物进行耐切割性能测试与评价，不能直接对纱线和/或长丝的耐切割性能进行测试和评判，但实际中由于对织物的耐切割性能进行评判会受织物中纱线排列及织物组织结构等的影响，对相同纱线或长丝的不同结构织物的耐切割性能进行评价不具参考性，现有的织物耐切割性能测试不能反映其所采用纱线和/或长丝本身的耐切割性能，纱线/长丝直接评价耐切割性能，更直观的反应其织物原料本身的耐切割性。

现有技术中虽现公开了一种纱线耐切割性能测试方法，该方法是将待测纱线紧密排列地缠绕在绕线板，然后用双面胶带粘结在试样上，将测试样粘贴在试样夹上，用直刀刀片或圆刀刀片在一定压力下切割测试试样至试样全部割断，用直刀刀片的位移长度或圆刀刀片的转动周数直接作为测试结果或以其除以测试试样所绕圈数作为测试结果；该方法中并未说明试样如何从绕线板上取下或者还是不取下直接粘结在试样夹上，该方法也并未说明如何使纱线紧密绕在绕线板上，且如果纱线绕制过程中排列的密度或者均匀度存在不一致性，其测试结果将很难进行评判，另外，该方法在切割纱线试样时如何保证所有的纱线已全部切割断时使刀片停止移动或转动，上述这些实际操作中的问题并未在该测试方法中得到考虑及披露。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种依赖现有织物耐切割性能测试标准与方法、装置，且可操作性强的，测试方法简单、易于推广的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置及测试方法。

一方面，本发明披露了一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，包括：

卷绕机构，其能够将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面；所述卷绕机构包括，

卷绕速度控制单元，其用于控制纱线或长丝样品的卷绕速度，所述卷绕速度控制单元包括转轴以及控制所述转轴转动的第一驱动部件；

横向速度控制单元，其用于控制纱线或长丝样品的横向平行排列速度，所述横向速度控制单元包括卷绕固定部件以及控制所述卷绕固定部件横向移动的第二驱动部件，并且所述卷绕固定部件的横向移动速度与所述纱线或长丝样品的卷绕速度相适应以使得所述纱线或长丝样品多根平行均匀地分布在所述转轴的表面；

织物耐切割性能测试机构，所述织物耐切割性能测试装置用于对所述丝线平面进行耐切割性能测试，确定纱线/长丝的耐切割指标及等级。

优选地，所述第一驱动部件包括第一电机以及控制所述第一电机运转速度的第一交流单向异步电机调速器；所述第二驱动部件包括第二电机以及控制所述第二电机运转速度的第二交流单向异步电机调速器。

优选地，所述卷绕固定部件包括：

丝杆，其设置在所述第二电机和一底座之间并与所述第二电机传动连接，所述丝杆上配合设置有一活动螺母；

底板，其与所述活动螺母固定相连以使得所述底板与所述活动螺母联动，所述底板上固定有控制纱线或长丝松紧程度的张力器以及控制纱线或长丝走向的导纱杆，且所述导纱杆的一端固定有一导纱钩。

优选地，所述底板还与一导向部件相连，所述导向部件包括：

一对导轨，所述一对导轨间隔设置并与所述丝杆相平行；

一对支座，其分别对应设置在所述一对导轨的两端；

其中，所述底板上设置有一对固定座，所述一对导轨穿过对应的所述一对固定座(34)，以使得所述底板能够沿着所述导轨的方向横向移动。

优选地，所述卷绕速度控制单元的转轴上具有沿其轴向母线上方便将卷绕后的纱线或长丝轴向割断的割纱细槽。

优选地，所述织物耐切割性能测试机构为TMD-100。

另方面，本发明披露了一种防切割纱线或长丝耐切割性能测试方法，该方法采用前述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，该测试方法包括如下步骤：

S1、将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面；

S2、将S1所述的丝线平面裁剪成尺寸合适的待测试样，将所述待测试样在环境中调湿后，依据防护服装织物的耐切割性能测试标准，确定纱线或长丝的耐切割性能指标及等级。

优选地，所述步骤S1具体包括如下步骤：

S11、调节第一交流单向异步电机调速器与第二交流单向异步电机调速器，使得纱线或长丝样品达到预定设定好的卷绕速度和横向平行排列速度；

S12、将纱线或长丝样品依次通过张力器和导纱钩，并将头端纱线或长丝样品卷绕固定在转轴上，调节张力器使得纱线或长丝样品的松紧适度；

S13、启动第一电机和第二电机，转轴进行转动，所述纱线或长丝样品卷绕在转轴上，与此同时，丝杆转动，活动螺母沿着所述丝杆横向移动并带动所述底板沿着导轨移动，且所述底板同步带动张力器和导纱杆以及导纱钩横向移动以使得所述纱线或长丝样品在卷绕的同时能够横向平移，从而多根纱线或长丝样品平行均匀的卷绕分布在转轴上，所述纱线或长丝的排列密度为8～13圈/cm；

S14、当卷绕到特定的长度后，关闭第一电机和第二电机；

S15、将胶带纸平整的贴在纱线或长丝样品上，然后用刀片割断所述纱线或长丝样品，使其展平形成丝线平面。

优选地，步骤S2中所述的待测试样在环境中调湿依据ISO139纺织品调湿和检测所用标准大气进行，所述防护服装织物的耐切割性能测试标准采用ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的测试标准。

优选地，所述步骤S2中切割时，使纱线或长丝形成的丝线平面的丝线与切割刀片形成α角度，所述α角度为45～90°，优选为Arctan2，更优选地，当测试纱线的耐切割性能时，使切割时的进刀方向与纱线的加捻方向一致。

本发明的有益效果在于：

1.本发明创造性的提出了将丝线加工成具有类似UD织物的载体形式，形成丝线平面，然后借助现有的防护服装织物耐切割性能测试标准和测试仪器进行测试和评级，本发明纱线耐切割性能测试装置及方法，弥补了现有测试中纱线的耐切割性能只能依靠其织物耐切割性能测试及评价的不足，可操作性强，测试方法简单，易于推广。

2.本发明中的卷绕机构具有卷绕速度控制单元和横向速度控制单元，其卷绕速度控制单元能够精准控制将待测试的纱线或长丝样品的卷绕速度，同时横向速度控制单元能够配合卷绕速度控制纱线或长丝样品的横向平行排列速度，为加工排列密度一致，且排列均匀的丝线平面提供了保障，避免了卷绕结构的差异影响耐切割测试结果的准确性。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明。根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明公开一实施例提供的一种TDM-100测试仪器的结构示意图；

图2为本发明公开一实施例提供的在初始状态下的一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置的结构示意图；

图3为本发明公开一实施例提供的在工作状态下的一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置的结构示意图；

图4为本发明公开一实施例提供的一种卷绕固定部件的结构示意图；

图5为本发明公开一实施例提供的一种导纱钩的结构示意图；

图6为本发明丝线平面与切割刀片切割角度的示意图；

图7为本发明试验中以切割角度Arctan4/3和45°时分别左、右进刀切割的股线切口显微镜下放大图；

图8为本发明试验中单纱以左进刀切割时切割角度分别为Arctan2、Arctan3/2、Arctan4/3、及45°时的切口显微镜下放大图；

图9为本发明一应用实施例下的纱线标准切割长度与切割力的最优拟合曲线；

图10本发明另一应用实施例下的长丝标准切割长度与切割力的最优拟合曲线。

其中：1-电机和驱动系统，2-刀片支撑导向系统，3-位置传感器，4-刀片支架，5-刀片夹，6-刀片，7-试样夹持器，8-试样固定架，9-平衡配重，10-横梁，11-配重台，12-安全锁，20-第二电机，21-第一电机，22-第二交流单向异步电机调速器，23-第一交流单向异步电机调速器，24-转轴，25-丝杆，26-底座，27-张力器，28-活动螺母，29-导轨，30-导纱杆，31-导纱钩，32-支座，33-底板，34-固定座，35-割纱细槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分优选实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清除和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例或设置之间的关系。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

本发明公开了一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，所述测试装置包括了卷绕机构和织物耐切割性能测试机构，所述卷绕机构能够将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面，所述织物耐切割性能测试机构用于对所述丝线平面进行耐切割性能测试，确定纱线或长丝的耐切割指标及等级。所述织物耐切割性能测试机构优选采用TMD-100织物耐切割测试仪器。

具体的，如图2-3所示，所述卷绕机构包括卷绕速度控制单元和横向速度控制单元，所述卷绕速度控制单元用于控制纱线或长丝样品的卷绕速度，所述横向速度控制单元用于控制纱线或长丝样品的横向平移排列速度，且所述横向平移排列速度与所述卷绕速度相适应从而使得所述纱线或长丝样品能够多根平行均匀地分布而不发生重叠。

具体的，所述卷绕速度控制单元包括转轴24以及控制所述转轴24转动的第一驱动部件，所述第一驱动部件包括第一电机21以及控制所述第一电机21运转速度的第一交流单向异步电机调速器23，所述转轴24与所述第一电机21传动连接(具体连接导线图中未示出)，通过调节第一交流单向异步电机调速器23可以控制第一电机21带动转轴24在适当的转速下转动。

所述横向速度控制单元包括卷绕固定部件以及控制所述卷绕固定部件横向移动的第二驱动部件，所述第二驱动部件包括第二电机20以及控制第二电机20运转的第二交流单向异步电机调速器22，通过调节第二交流单向异步电机调速器22可以控制第二电机20的运转速度，从而控制卷绕固定部件的移动速度。如图4所示，所述卷绕固定部件包括丝杆25、底板33、张力器27、导纱杆30以及导纱钩31。所述丝杆25与第二电机20传动连接，且所述丝杆25至于所述第二电机20以及底座26之间，在所述丝杆25上配合设置有一活动螺母28，当所述第二电机20运转时，所述丝杆25转动，带动其上的活动螺母28沿着所述丝杆25的长度方向移动，所述活动螺母28与底板33相固从而实现两者的联动，在本实施例中，所述活动螺母28通过一支撑板固定在所述底板33上，在其它一些实施例中，所述底板33也可以通过连接板与活动螺母28可拆卸的连接，例如通过螺栓固定连接。所述底板33上固定有张力器27，导纱杆30设置在张力器27的一侧，所述导纱杆30与底板33连接的一端端部设有螺纹，所述底板33上设有螺纹孔，所述导纱杆30通过螺纹可拆卸的安装在底板33上，在其它一些实施例中，所述导纱杆30也可以焊接固定在底板33上。在所述导纱杆30的前端固定有一导纱钩31，如图5所示，在本实施例中，所述导纱钩31为三棱锥结构，且沿着纱线或长丝的延伸方向导纱钩31上开设有用于通过纱线或长丝的通孔。当将纱线或长丝固定在卷绕固定部件上时，纱线或长丝先通过张力器27而后沿着导纱杆30延伸，穿过导纱钩31的通孔后将头端纱线或长丝样品卷绕固定在转轴24上，以此实现纱线或长丝的固定。张力器27可以用于调节纱线或长丝样品的松紧程度，使得纱线和长丝样品能够保证足够的松紧程度。

进一步地，所述底板33还与一导向部件相连，所述导向部件包括一对导轨29和一对支座32，所述一对导轨29间隔设置在所述丝杆25一侧并与所述丝杆25相平行；所述一对支座26分别对应设置在所述一对导轨29的两端。其中，所述底板33上设置有一对固定座，所述一对导轨29穿过对应的所述一对固定座，以使得所述底板33能够沿着所述导轨29的方向横向移动。

继续参考图2，当防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置未运转处于初始状态下时，此时底板33位于导轨29的一端，当把纱线或长丝固定在卷绕固定部件上后，装置开始运行，第二电机20转动带动丝杆25转动，丝杆25上的活动螺母28沿着丝杆25横向移动并带动底板33沿着导轨29从一端向另一端移动，设置在底板33上的张力器27、导纱杆30以及导纱钩31同步移动，具体可参照图3。与此同时，所述第一电机21带动转轴进行转动，在底板33横向移动的过程中，纱线或长丝在卷绕过程中沿着转轴35移动，从而将纱线或长丝均匀排列分布于转轴24的表面而不发生重叠，当卷绕至所需长度后，关闭第一电机21和第二电机20，然后沿着卷绕轴向在纱线或长丝表面贴上胶带纸后将卷绕的纱线或长丝沿其卷绕轴向母线上用刀片割断，得到以胶带纸为平面载体的丝线平面，作为待测样。

为了使卷绕在转轴24上的纱线或长丝方便割断且割缝平齐，在本优选实施例中，在转轴24上具有沿其轴向母线上方便将卷绕后的纱线或长丝轴向割断的割纱细槽35，可以沿着割纱细槽35将纱线或长丝割断，从而得到试验样品；在其它一些实施例中为了使达到所需特定的卷绕长度后卷绕机构能够自停工作，卷绕机构还可以包括自停卷绕机构，自停卷绕机构与卷绕机构的卷绕速度控制单元和横向速度控制单元电控连接。

本发明还公开了采用如上所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置的测试方法，具体包括了如下步骤：

S1、将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面；

S2、将S1所述的丝线平面裁剪成尺寸合适的待测试样，将所述待测试样在环境中调湿后，依据防护服装织物的耐切割性能测试标准，确定纱线或长丝的耐切割性能指标及等级。

具体的，所述步骤S1具体包括如下步骤：

S11、调节第一交流单向异步电机调速器23与第二交流单向异步电机调速器22，使得纱线或长丝样品达到预定设定好的卷绕速度和横向平行排列速度；

S12、将纱线或长丝样品依次通过张力器27并通过导纱杆延伸至导纱钩31，穿过导纱钩31的通孔后，将头端纱线或长丝样品卷绕固定在转轴24上，调节张力器27使得纱线或长丝样品的松紧适度；

S13、启动第一电机21和第二电机20，转轴24进行转动，所述纱线或长丝样品卷绕在转轴24上，与此同时，丝杆25转动，活动螺母28沿着所述丝杆25横向移动并带动所述底板33沿着导轨29移动，且所述底板33同步带动张力器27和导纱杆30以及导纱钩31横向移动以使得所述纱线或长丝样品在卷绕的同时能够横向平移，从而多根纱线或长丝样品平行均匀的分布在转轴24上，所述纱线或长丝的卷绕排列密度为8～13圈/cm；

S14、当卷绕到特定的长度后，关闭第一电机21和第二电机20；

S15、将胶带纸平整的贴在纱线或长丝样品上，然后用刀片割断所述纱线或长丝样品，使其展平形成丝线平面，在本实施例中，可以沿着割纱细槽35将所述纱线或长丝割断。

具体的在步骤2中，所述的待测试样在环境中调湿最好依据ISO139纺织品调湿和检测所用标准大气进行，所述防护服装织物的耐切割性能测试标准优选采用现行常用的ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的测试标准进行。

以下将介绍依据标准ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的国际测试标准，对上述步骤S15得到的以胶带纸为平面载体的丝线平面以类似织物的耐切割性能测试，采用如附图1所示的TDM-100测试仪器对纱线进行耐切割性能进行测试评价。在此，需要特别说明的是，由于ISO13997织物耐切割标准现已成为主要的织物耐切割测试标准，且TDM-100测试仪器，同时也是根据该标准要求实施的，因此本发明的纱线耐切割测试方法优先考虑了采用该标准和测试仪器对丝线平面进行耐切割测试，但该标准和测试仪器并不用于构成对本发明的限制，凡能够对织物表面进行耐切割测试的其它标准和测试仪器也可对本发明首先获得的丝线平面进行纱线或长丝耐切割测试，例如在其他一些实施例中也可以采用ASTM F2992标准进行测试，或者采用EN388标准进行测试，采用滚刀耐切割测试仪器进行。

此外，还需要说明的是，在以下测试评价方法介绍中，凡存在未详细介绍之处，其将表明本申请在制备获得纱线测试样后，所采用与现有的织物耐切割相同的标准及具体的测试和评价方法进行。

将步骤S51制备的以胶带纸为载体的丝线平面裁剪成3cm×6cm、4cm×6cm、6cm×6cm或6cm×8cm的待测试样，将该待测试样在环境中依据ISO139纺织品调湿和检测所用标准大气进行调湿后，采用依据上述标准和TDM-100测试仪器进行测试，具体步骤如下：

(1)打开TDM-100耐切割性能测试仪的电源，电源指示灯亮；

(2)将手柄拉起，使试样夹持器7停止运动；

(3)拔出试样夹持器7左侧的弹簧柱塞，小心的卸下试样夹持器，弹簧柱塞与试样夹持器形成电接触，当刀片6切割透试样时，电流将流经试样夹持器7，刀片自动停止运动，同时，LCD显示器将显示刀片切割距离；

(4)在天平上称取试样夹持器7的净重，记为M1；

(5)在试样夹持器7上从下到上依次平整的粘贴一层透明胶带(方便实验完成撕下双面胶带)、双面胶、导电金属条(一般为铜条)，最后贴上待测试样；

(6)称取第5步结束后试样夹持器7的重量，记为M2；

(7)去皮称取沙土重量M，放在TDM-100测试仪配重台11上作为配重，M等于(M2-M1)/2；

(8)轻轻地将试样夹持器7推入到卡槽中，直至听见有卡珠响声(首个切割位置)，将左侧的弹簧柱塞归位，否则无法形成电回路；

(9)在托盘上放上适合的砝码配重，使总配重约为切割力的50％，形成相应的切割力大小；

(10)安装新刀片，使用控制器调整刀片位置，使刀片的拐角必须置于试样夹持器中心外一些，否则，刀片的拐角可能会咬入试样而非在试样上滑动；

(11)将手柄慢慢转下来，当试样与刀片接触时松开试样夹持器；

(12)按RESET键，使LCD显示器清零；

(13)按AUTO方向键，选择切割方向，当刀片停止运动时，记录LCD显示的切割距离；

(14)拉起手柄，使试样夹持器降下，完成试验。

如果要在一个试样上进行多次试验，可以拔出弹簧柱塞，双手将试样夹持器往里面推入，听见有卡珠响声，将弹簧柱塞归位，换上新的刀片，调整刀片位置，按下控制器RESET键清零，按照步骤(8)至(14)进行下一次试验。

在上述实验过程中，申请人研究发现，股线和单纱的切割时的进刀方向及切割角度对切割效果会产生影响，为此，申请人还研究了，在相同规格纱线下，相同切割角度和切割力值下，测试不同进刀方向对单纱和股线防割性能的影响；如图6所示，其中，切割角度是指使纱线或长丝形成的丝线平面的丝线与切割刀片切割方向形成的夹角，称为α角度。同时申请人还研究了，在相同规格纱线下，相同进刀方向前提及切割力值下，测试不同切割角度对单纱和股线防割性能的影响，试验中采用的单纱原料为线密度为28Tex捻度为56捻.10cm^-1的Z捻高强高模聚乙烯单纱，股线为线密度为28×2Tex捻度为41捻.10cm^-1的S捻高强高模聚乙烯股纱，本试验中关于单纱和股线在不同切割角度及进刀方向下的切割数据如下表1和表2所示：

表1单纱在在不同切割角度及进刀方向下的切割数据表

表2股线在在不同切割角度及进刀方向下的切割数据表

在对上述测试数据进行分析时，使用数理统计分析方法中的顺位法，在分析其它相同条件下，不同进刀方向对纱线防切割性能影响的时使用了威尔科克逊(Wilcoxon)的U检验；在分析其它相同条件下，不同切割角度对纱线防切割性能影响时使用了克拉斯卡尔(Kraskal)的H检验。

分析进刀方向对纱线切割性能的影响，申请人发现对于单纱采用左进刀和右进刀无显著影响，但顺着纱线加捻方向的耐切割性能相对较高；对于股线采用左进刀和右进刀具有显著影响，尤其如图7所示，图7中(a)和(b)分别为试验中以切割角度Arctan4/3时左(图7中a)、右(图7中b)进刀的股线切口处的显微镜下放大图，图7中(c)和(d)分别为试验中以切割角度45°时左(图7中c)、右(图7中d)进刀的股线切口处的显微镜下放大图，从图中可以明显看出Arctan4/3和45°这两个角度的左、右进刀切口处均有明显差异，其中，左进刀方向切割股线的切口均有明显的翘起，申请人研究发现，这种明显差异是由于左进刀切割对股线产生了退捻现象，且由于测试纱线本身是由短纤维制成，在切割过程中会散落，所以切割距离小。基于该研究发现，当测试纱线的耐切割性能时，建议优选考虑使切割时的进刀方向与纱线的加捻方向一致，若纱线为股线时，与股线的加捻方向一致，以避免由于因逆着纱线加捻方向而使因纱线在切割过程中退捻而影响纱线耐切割测试的准确性。

图8中的(a)、(b)、(c)、(d)分别示出了单纱以左进刀切割时切割角度分别为Arctan2、Arctan3/2、Arctan4/3、及45°时的切口显微镜下放大图，分析切割角度对纱线切割性能的影响，申请人研究发现其中切割角度选择为Arctan2时，纱线的耐切割性能最佳，因此当测试纱线或长丝的耐切割性能时，建议优选考虑采用切割角度为Arctan2统一标准，为了方便切割测试时得到该切割角度，可以对丝线平面裁切时的长和宽以特定比例裁剪，如图6所示，将丝线平面试样在粘贴至夹持器7上的时，使得试样对角线与试样夹持器7上的导电铜条的中心线对齐，以快速获得切割α角度，例如裁剪试样尺寸为3cm×6cm，使得试样对角线与试样夹持器上的导电铜条的中心线对齐，则得到切割角度即为Arctan2。

应用例1

本应用例为按照本发明纱线或长丝耐切割测试的方法对5050涤棉短纤维包覆玻纤长丝的16^S包芯纱进行耐切割性测试和评价，首先按照本发明纱线耐切割测试方法的步骤S1获得以胶带纸为平面载体的丝线平面，其中使用的胶带纸的宽度为6cm，包芯纱卷绕过程中的排列密度为13圈/cm，然后将胶带纸为载体的丝线平面裁剪成3cm×6cm的待测试样，对该待测试样在环境中依据ISO139纺织品调湿和检测所用标准大气进行调湿后，采用TDM-100测试仪按照依据ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的测试标准，确定纱线或长丝的耐切割性能指标及等级。

本应用例的切割试验过程中，使刀片的进刀方向为右进刀，且切割角度为Arctan2，另外，按照ISO13997的测试标准要求，用不同的切割力试验15次，使切割长度在5-50mm范围内，且各有5次的切割长度分别在以下范围内：5-15mm、15-30mm；30-50mm，记录切割长度和切割力值，每次切割长度乘以刀片锋利度校正系数C，得到标准化切割长度，绘制标准化切割长度与切割力的最优拟合曲线，该拟合曲线由TDM-100测试仪自带的软件完成，在本应用例中测试的切割试验数据如下表3所示，其最优拟合曲线如图9所示。

表3 5050涤棉短纤维包覆玻纤长丝的16s包芯纱耐切割试验数据

应用例2

本应用例为按照本发明纱线或长丝耐切割测试的方法对16^S超高分子量聚乙烯长丝进行耐切割性测试和评价，同样首先按照本发明纱线耐切割测试方法的步骤S1获得以胶带纸为平面载体的丝线平面，其中使用的胶带纸的宽度为6cm，包芯纱卷绕过程中的排列密度为10圈/cm，然后将胶带纸为载体的丝线平面裁剪成3cm×6cm的待测试样，对待测试在环境中依据ISO139纺织品调湿和检测所用标准大气进行调湿后，采用TDM-100测试仪按照依据ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的测试标准，确定纱线或长丝的耐切割性能指标及等级。

本应用例由于采用长丝进行切割试验，长丝本身不存在捻度和捻向，因此切割进刀方向左右进刀均可，其防切割性能无显著影响，本应用例中采用左进刀且切割角度为Arctan2，同样依据ISO13997的上述测试标准要求完成测试，在本应用例中测试的切割试验数据如下表4所示，其最优拟合曲线如图10所示。

表4 16S超高分子量聚乙烯长丝耐切割试验数据表

ISO13997测试材料耐切割的性能等级评价，如下表5所示：

表5 ISO 13997测试材料的性能等级

A

B

C

D

E

F

切割阻力(N)

[2,5)

[5,10)

[10,15)

[15,22)

[22,30)

>＝30

参见图9、图10所示的拟合曲线，根据曲线确定切割长度为20mm所需的切割力，即5050涤棉短纤维包覆玻纤长丝的16^s包芯纱的切割力为1291gf，16^S超高分子量聚乙烯长丝的切割力为496gf，再依据上述表5可确定5050涤棉短纤维包覆玻纤长丝的16^s包芯纱耐切割性能为C级，16^s超高分子量聚乙烯长丝的耐切割性能为A级。

以上所述实施例仅表达了本发明的一些优选实施方式和应用实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以具体权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，其特征在于，包括：

卷绕机构，其能够将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面；所述卷绕机构包括，

卷绕速度控制单元，其用于控制纱线或长丝样品的卷绕速度，所述卷绕速度控制单元包括转轴(24)以及控制所述转轴(24)转动的第一驱动部件；

横向速度控制单元，其用于控制纱线或长丝样品的横向平行排列速度，所述横向速度控制单元包括卷绕固定部件以及控制所述卷绕固定部件横向移动的第二驱动部件，并且所述卷绕固定部件的横向移动速度与所述纱线或长丝样品的卷绕速度相适应以使得所述纱线或长丝样品多根平行均匀地分布在所述转轴(24)的表面；

织物耐切割性能测试机构，所述织物耐切割性能测试装置用于对所述丝线平面进行耐切割性能测试，确定纱线/长丝的耐切割指标及等级。

2.根据权利要求1所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，其特征在于，所述第一驱动部件包括第一电机(21)以及控制所述第一电机(21)运转速度的第一交流单向异步电机调速器(23)；所述第二驱动部件包括第二电机(20)以及控制所述第二电机(20)运转速度的第二交流单向异步电机调速器(22)。

3.根据权利要求2所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，其特征在于，所述卷绕固定部件包括：

丝杆(25)，其设置在所述第二电机(20)和一底座(26)之间并与所述第二电机(20)传动连接，所述丝杆(25)上配合设置有一活动螺母(28)；

底板(33)，其与所述活动螺母(28)固定相连以使得所述底板(33)与所述活动螺母(28)联动，所述底板(33)上固定有控制纱线或长丝松紧程度的张力器(27)以及控制纱线或长丝走向的导纱杆(30)，且所述导纱杆(30)的一端固定有一导纱钩(31)。

4.根据权利要求3所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，其特征在于，所述底板(33)还与一导向部件相连，所述导向部件包括：

一对导轨(29)，所述一对导轨(29)间隔设置并与所述丝杆(25)相平行；

一对支座(32)，其分别对应设置在所述一对导轨(29)的两端；

其中，所述底板(33)上设置有一对固定座(34)，所述一对导轨(29)穿过对应的所述一对固定座(34)，以使得所述底板(33)能够沿着所述导轨(29)的方向横向移动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，其特征在于，所述卷绕速度控制单元的转轴(24)上具有沿其轴向母线上方便将卷绕后的纱线或长丝轴向割断的割纱细槽(35)。

6.根据权利要求5所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，其特征在于，所述织物耐切割性能测试机构为TMD-100。

7.一种防切割纱线或长丝耐切割性能测试方法，其特征在于，采用权利要求3-6任一项所述的防切割纱线或长丝耐切割性能的测试装置，所述测试方法包括如下步骤：

S1、将待测试的纱线或长丝样品多根平行排列分布于平面载体上形成丝线平面；

S2、将S1所述的丝线平面裁剪成尺寸合适的待测试样，将所述待测试样在环境中调湿后，依据防护服装织物的耐切割性能测试标准，确定纱线或长丝的耐切割性能指标及等级。

8.根据权利要求7所述的防切割纱线/长丝耐切割性能测试方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：

S11、调节第一交流单向异步电机调速器(23)与第二交流单向异步电机调速器(22)，使得纱线或长丝样品达到预定设定好的卷绕速度和横向平行排列速度；

S12、将纱线或长丝样品依次通过张力器(27)和导纱钩(31)，并将头端纱线或长丝样品卷绕固定在转轴(24)上，调节张力器(27)使得纱线或长丝样品的松紧适度；

S13、启动第一电机(21)和第二电机(20)，转轴(24)进行转动，所述纱线或长丝样品卷绕在转轴(24)上，与此同时，丝杆(25)转动，活动螺母(28)沿着所述丝杆(25)横向移动并带动所述底板(33)沿着导轨(29)移动，且所述底板(33)同步带动张力器(27)和导纱杆(30)以及导纱钩(31)横向移动以使得所述纱线或长丝样品在卷绕的同时能够横向平移，从而多根纱线或长丝样品平行均匀的卷绕分布在转轴(24)上，所述纱线或长丝的排列密度为8～13圈/cm；

S14、当卷绕到特定的长度后，关闭第一电机(21)和第二电机(20)；

S15、将胶带纸平整的贴在纱线或长丝样品上，然后用刀片割断所述纱线或长丝样品，使其展平形成丝线平面。

9.根据权利要求7或8所述的防切割纱线/长丝耐切割性能测试方法，步骤S2中所述的待测试样在环境中调湿依据ISO139纺织品调湿和检测所用标准大气进行，所述防护服装织物的耐切割性能测试标准采用ISO13997防护服装机械特性抗尖锐物切割能力的测试标准。

10.根据权利要求6-9任一项所述的防切割纱线/长丝耐切割性能测试方法，其特征在于，所述步骤S2中切割时，使纱线或长丝形成的丝线平面的丝线与切割刀片形成α角度，所述α角度为45～90°，优选为Arctan2，更优选地，当测试纱线的耐切割性能时，使切割时的进刀方向与纱线的加捻方向一致。

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