二維柔性材料與液體之間貼附性的測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及二維柔性材料的性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其設(shè)及二維柔性材料（織物、薄膜、 柔性復(fù)合材料等）與液體之間的貼附性的測(cè)試裝置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)表面存在液體時(shí)，二維柔性材料的貼附現(xiàn)象非常普遍，有時(shí)需避免或弱化，有時(shí) 則需加W利用。例如高溫或運(yùn)動(dòng)造成大量出汗、嬰兒或老人尿失禁、滲液傷口貼敷、人體代 謝使邱床病人的病號(hào)服與床媽潮濕、被雨水淋濕、游泳之后上岸等情況下，濕透的紡織品緊 貼著人體皮膚，使伸展、彎曲等動(dòng)作受到很大程度的約束，不能活動(dòng)自如，并帶來生理上W 及屯、理上的強(qiáng)烈不適感，此時(shí)應(yīng)盡量減少貼附。又如敷于臉上的面膜、玻璃等材料上的貼 膜，則需要貼附操作容易進(jìn)行，且貼附緊密、牢固。在此類情形下，垂直于接觸面的方向均存 在一個(gè)吸引力（貼附力）。二維柔性材料與液體兩者相接觸的界面是否容易分離（即二維 柔性材料與液體之間的貼附性）起著關(guān)鍵作用。容易分離的二維柔性材料難W隨液體貼附 于另一材料之上。因此，對(duì)二維柔性材料與液體之間貼附性的研究至關(guān)重要。能評(píng)價(jià)兩者 之間貼附性強(qiáng)弱的測(cè)試裝置及測(cè)試方法有助于找出影響貼附性的主要因素W及貼附性與 二維柔性材料基本性能參數(shù)之間的關(guān)系規(guī)律，可用于指導(dǎo)開發(fā)與液體之間貼附性適宜的二 維柔性材料。
[0003] 與液體存在時(shí)二維柔性材料的貼附有關(guān)的研究報(bào)道相當(dāng)有限，有對(duì)濕面料從 平面中屯、拉離貼附平面的外觀形態(tài)模擬（Yamada等，Itepro化ctionofthebehavior ofthewetclothstakingtheatmosphericpressureintoaccount，ACMSpecial InterestGrouponComputerGraphicsandInteractiveTechniquesConference， 2013. 7. 21-25)，有聯(lián)系主觀感受與客觀指標(biāo)的面料舒適性預(yù)測(cè)模型（Ke等，顯汗條件下針 織面料主觀熱濕舒適性預(yù)測(cè)模型的建立，絲銅，2010,（9) ;26-29)，對(duì)于產(chǎn)生貼附的具體原 因、影響貼附性的主要因素、貼附性與材料基本性能參數(shù)之間的關(guān)系等方面的研究并不充 分。對(duì)于相關(guān)的性能評(píng)價(jià)，有測(cè)試粘合劑牢度或復(fù)合材料層合牢度的朝不同角度進(jìn)行剝離 的方法與裝置，并非針對(duì)二維柔性材料與液體之間的貼附牢度；有DuNolly白金環(huán)等方法 測(cè)量硬質(zhì)材料離開液面時(shí)所受的拉力，W液體的表面張力為研究對(duì)象，不設(shè)及二維柔性材 料；有利用紅外熱像儀測(cè)量濕面料水平靜置于保溫儀熱板時(shí)的溫度分布，計(jì)算貼附部分所 占的面積百分比來表達(dá)濕面料的貼附性（邢雷，服裝熱濕舒適性評(píng)價(jià)與研究一一織物動(dòng)態(tài) 熱濕舒適性評(píng)價(jià)與研究，北京服裝學(xué)院，2008)，此法較為間接、近似，受操作手法影響較大， 且不能表征二維柔性材料在動(dòng)態(tài)使用過程中的貼附性；有測(cè)試豎直方向夾持的濕面料與人 造皮膚之間貼附性的裝置和方法（紀(jì)峰等，CN102707040B，面料濕態(tài)貼體性快速客觀測(cè)試 裝置及方法，2012. 05. 22)，與面料的實(shí)際使用狀況較為接近，但未抓住貼附性研究的重點(diǎn)， 即二維柔性材料與液體兩者之間的相互作用是主要因素，而人造皮膚的存在易成為干擾， 其性狀會(huì)對(duì)結(jié)果造成較大影響，另外，面料初始含液量無法控制，面料與人造皮膚初始貼合 的緊密程度難控制，織物夾持不規(guī)則，且液體在測(cè)試過程中易因重力作用而不斷流失，織物 與人造皮膚分離時(shí)的形態(tài)不規(guī)則，干擾因素多，不利于研究面料貼附性的主要因素，且對(duì)某 些二維柔性材料并不適用，亦無監(jiān)控和調(diào)溫功能。目前尚缺乏能夠針對(duì)性地合理評(píng)價(jià)二維 柔性材料與液體兩者之間貼附性的測(cè)試裝置與測(cè)試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種二維柔性材料與液體之間貼附性的測(cè)試裝 置與測(cè)試方法，用于評(píng)價(jià)織物、薄膜、柔性復(fù)合材料等二維柔性材料表面與液體之間的貼附 性。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是；一種二維柔性材料與液體之間貼附 性的測(cè)試裝置，包括試樣夾持系統(tǒng)、萬向關(guān)節(jié)、測(cè)力傳感器、升降機(jī)、透明液槽、測(cè)試臺(tái)和控 制與處理系統(tǒng)；所述升降機(jī)、測(cè)力傳感器、萬向關(guān)節(jié)、試樣夾持系統(tǒng)依次連接，透明液槽位于 試樣夾持系統(tǒng)正下方；所述控制與處理系統(tǒng)與測(cè)力傳感器相連。
[0006] 進(jìn)一步地，所述裝置還包括側(cè)視攝像機(jī)和仰視攝像機(jī)；側(cè)視攝像機(jī)位于試樣夾持 系統(tǒng)及透明液槽的一側(cè)；仰視攝像機(jī)安裝在測(cè)試臺(tái)內(nèi)，且位于透明液槽正下方，側(cè)視攝像機(jī) 和仰視攝像機(jī)分別與控制與處理系統(tǒng)相連。
[0007] 進(jìn)一步地，所述試樣夾持系統(tǒng)包括連接于所述萬向關(guān)節(jié)的透明錐筒部分、透明圓 筒部分、第一彈性膠圈、第二彈性膠圈；所述透明圓筒部分一端與所述透明錐筒部分連接， 另一端設(shè)置有試樣固定端，試樣固定端套有膠圈；所述透明圓筒部分中段設(shè)置有一個(gè)平行 于試樣固定端的隔層，隔層中屯、固定有水平泡；第一彈性膠圈、第二彈性膠圈均套于透明圓 筒部分上；透明錐筒部分和透明圓筒部分上具有氣孔。
[0008] 進(jìn)一步地，所述裝置還包括溫度計(jì)，所述溫度計(jì)插在透明液槽內(nèi)；透明液槽側(cè)壁具 有體積刻度、高度刻度，底面中部具有一圓形刻度；透明液槽安裝在測(cè)試臺(tái)上。
[0009] 進(jìn)一步地，所述測(cè)試臺(tái)內(nèi)安裝有加熱裝置，加熱裝置位于透明液槽下方。
[0010] 一種用于上述測(cè)試裝置的制樣裝置，所述制樣裝置包括鐵磁性空屯、圓臺(tái)、第一支 撐臺(tái)、第二支撐臺(tái)、磁環(huán)、環(huán)輸器；所述磁環(huán)緊密套于鐵磁性空屯、圓臺(tái)外側(cè)，所述第一支撐 臺(tái)、第二支撐臺(tái)置于鐵磁性空屯、圓臺(tái)下方；所述環(huán)輸器包括直徑大于試樣固定端直徑的中 屯、圓筒、套于所述中屯、圓筒外的活動(dòng)圈環(huán)、沿圓周均勻排列的彈性細(xì)桿，所述彈性細(xì)桿一端 固定于中屯、圓筒下端，另一端連接于活動(dòng)圈環(huán)。
[0011] 一種二維柔性材料與液體之間貼附性的測(cè)試方法，所述方法在上述二維柔性材料 與液體之間貼附性的測(cè)試裝置上實(shí)現(xiàn)，該方法包括W下步驟：
[0012] 第一步：通過試樣夾持系統(tǒng)將試樣固定，并通過萬向關(guān)節(jié)使試樣傾斜；
[0013] 第二步：通過升降機(jī)帶動(dòng)試樣勻速下降，直至試樣完全浸沒在液體中；
[0014] 第S步；通過萬向關(guān)節(jié)將試樣調(diào)至水平；
[0015] 第四步；通過升降機(jī)帶動(dòng)試樣W速度V勻速上升，試樣運(yùn)動(dòng)至液面上方后，液橋形 成，測(cè)力傳感器測(cè)得試樣與液橋分離過程中的力，并W固定頻率A向控制與處理系統(tǒng)發(fā)送 力信號(hào)fi，其中i為測(cè)力傳感器向控制與處理系統(tǒng)發(fā)送的力信號(hào)的序號(hào)，試樣測(cè)試面剛離開 液面時(shí)的i記為1;當(dāng)液橋斷開后，升降機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，測(cè)力傳感器測(cè)得試樣本身重力與吸收 于試樣內(nèi)的液體的重力之和f。；
[0016] 第五步；控制與處理系統(tǒng)計(jì)算實(shí)時(shí)貼附距離，即試樣測(cè)試面的夾持圓周處與液面 的距離s= 輸出貼附距離（S)-貼附力（f=fi-f。）曲線；
[0017] 第六步；用升降機(jī)帶動(dòng)試樣繼續(xù)上升，取下裝有試樣的透明圓筒部分，完成測(cè)試。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0019] (1)能夠從主要因素出發(fā)，針對(duì)性地評(píng)價(jià)二維柔性材料與液體兩者之間的貼附性， 不受所貼附的第=種材料的性狀等干擾因素影響；
[0020] (2)水平貼附并分離的方法具有相應(yīng)的理論模型支撐，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，再現(xiàn)性好， 測(cè)試過程中液體流失少，測(cè)試操作簡(jiǎn)便；
[0021] (3) -次測(cè)試可獲得特征曲線、多個(gè)重要指標(biāo)、整個(gè)過程的數(shù)據(jù)表、動(dòng)態(tài)視頻，信息 量大，評(píng)價(jià)全面可靠；
[0022] (4)對(duì)測(cè)試過程與結(jié)果實(shí)行監(jiān)控和無效判別，剔除不良數(shù)據(jù)；
[0023] (5)適應(yīng)性廣，適用于測(cè)試薄膜、機(jī)織物、針織物、非織造布、編織物等各種二維柔 性材料與某液體之間的貼附性，根據(jù)不同需求可有多種不同測(cè)試條件，可供科學(xué)研究的實(shí) 驗(yàn)分析，亦可供產(chǎn)品質(zhì)量、