一种车用橡胶材料耐刮擦性能测试方法与流程

1.本发明涉及橡胶材料的性能测试，具体涉及车用橡胶材料耐刮擦性能测试方法。


背景技术：

2.随着汽车工业的发展和汽车消费能力的升级，消费者对于汽车的需求已远超出代步工具的范畴，用户对汽车内饰的感官品质要求也越来越高，因此越来越多的软触感、多色彩、新工艺的装饰材料应用在汽车内饰当中。
3.视觉感观质量是指通过人眼直接识别出的对汽车整体设计感、美感、细节品质感、表面精致度、空间布局等方面的主观感受，它是用户感性认知的一个最关键因素之一，直接关系到消费者的购车意愿和用车满意度情况。
4.汽车内饰材料不可避免的会受到如指甲、纽扣、钥匙等尖锐物品的刮擦，刮擦后会在材料表面留下不可恢复的划痕，划痕的深浅程度、是否发白会直接影响用户的视觉体验感，影响用车满意度。
5.目前，成熟应用的车内材料的耐刮擦性能测试，主要是针对硬质的塑料件，使用刮擦仪对测试样品进行划格，测量划格区域划格前后的颜色再评价色差，或评价划伤等级。如 cn103175749a公开了一种汽车塑料内外饰件耐刮擦性能的测试方法，采用五指刮擦仪对汽车塑料内外饰件样板进行刮擦操作，在样板的表面刮擦出划痕间距8mm以上，优选 8mm-22mm的划痕网格，得到垂直交叉点，然后采用分光测试计测试以样板的垂直交叉点为中心的区域在刮擦前后的色差值，通过色差变化表征目视效果。
6.上述提到的测试方法都是针对硬质的塑料零部件测试样品，但对于软质如搪塑pvc、橡胶等材料，得到的测试结果与目视效果相差较大。部分软触材料在刮擦后会出现明显的划痕，但颜色不会发生明显变化，进而仅用色差变化值不能有效的表征目视效果。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种车用橡胶材料耐刮擦性能测试方法，其通过主观评价得分与客观评价得分的关联性分析建立拟合关系，提升视觉评价模型准确性，有效表征目视效果。
8.本发明所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其包括如下步骤：
9.s1，选取多个橡胶材料样品，刮擦橡胶材料样品表面得到十字划痕；
10.s2，对十字划痕进行主观评价，根据主观评价规则得到主观评价得分；
11.s3，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价，根据客观评价规则得到各个评价维度的客观评价得分；
12.s4，将s2得到的主观评价得分与s3得到的客观评价得分进行关联性分析，建立拟合关系；
13.s5，选取至少5个不同种类的橡胶材料样品对s4得到的拟合关系进行验证；
14.s6，刮擦待测件表面得到十字划痕，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价得
到待测件的客观评价得分，然后根据s5验证后的拟合关系得到待测件的主观评价得分，以拟合关系得到的主观评价得分表征待测件的耐刮擦性能。
15.进一步，所述s2中的主观评价具体为：由至少三名评价人员对十字划痕进行主观评价，将带有十字划痕的橡胶材料样品置于光源箱中的样品台上，所述样品台相对于水平面倾斜45
°
布置，采用d65光源作为照射光源；评价人员在距橡胶材料样品表面300～500mm处，从不同角度观察十字划痕的深浅程度、划痕宽度、相较于橡胶材料样品自身的颜色变化及光泽变化；
16.进一步，所述s3中的评价维度包括划痕宽度、划痕连续性及长度、色差值和光泽度差值。
17.进一步，采用显微镜观察十字划痕的划痕宽度、划痕连续性及长度；
18.采用色差仪分别测定十字划痕所在部位刮擦前后的颜色值，计算得到色差值；
19.采用光泽度仪分别测定十字划痕所在部位刮擦前后的光泽度，计算得到光泽度差值；
20.根据客观评价规则对各个评价维度的测定结果进行量化打分。
21.进一步，所述s5具体为：选取至少5个不同种类的橡胶材料，分别按照s1～s3进行操作，将得出的客观评价得分代入s4得到的拟合关系计算得到主观评价得分，将通过拟合关系计算得到的主观评价得分与s2得到的主观评价得分进行对比，若两者差值为0.5及以内，则判定拟合计算结果正确，若选取的至少5个不同种类的橡胶材料拟合计算结果准确率为90％及以上时，则判定拟合关系建立成功，若拟合计算结果准确率不足90％时，则增加s1中橡胶材料样品的数量，重复s1～s4，直至拟合计算结果准确率为90％及以上。
22.进一步，若十字划痕两个方向的划痕程度不同，则以划痕程度严重的方向作为主观评价和客观评价的测试结果。
23.进一步，所述十字划痕的单向长度为40mm及以上。
24.进一步，所述橡胶材料样品和待测件的尺寸不小于6cm
×
6cm，在标准环境下静置至少24h，所述标准环境为温度为23
±
2℃、湿度为50
±
5％rh的环境。
25.进一步，刮擦具体为：将橡胶材料样品夹持固定于刮擦仪的样品台上，采用压环压紧橡胶材料样品，对刮擦头施加3～10n的负载，刮擦速度为1000mm/min。
26.本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
27.1、本发明在橡胶材料样品表面刮擦形成十字划痕，再分别对十字划痕进行主观评价和客观评价，对得到的主观评价得分与客观评价得分进行关联性分析建立拟合关系，采用至少不同种类的橡胶材料对拟合关系进行验证，以保证拟合关系的正确性。刮擦待测件表面得到十字划痕，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价得到待测件的客观评价得分，然后根据验证后的拟合关系得到待测件的主观评价得分，以拟合关系得到的主观评价得分表征待测件的耐刮擦性能，解决了评价结果受评价人员主观因素影响的问题，提升了视觉评价模型精确性，进而能够有效的表征目视效果，更能站在用户的角度直观感受车用橡胶材料刮擦后的表面状态。同时可有效管控橡胶材料的耐刮擦性能，进而提升了汽车内饰零部件视觉品质。
28.2、本发明以划痕宽度、划痕连续性及长度、色差值和光泽度差值作为客观评价的评价维度，能够更加全面地表征划痕程度，从而满足了硬质材料或软质材料的耐刮擦性能
测试，适用范围更广，且能够更好地表征目视效果。
29.3、本发明通过刮擦橡胶材料样品或待测件表面形成十字划痕，若十字划痕两个方向的划痕程度不同，则以划痕程度严重的方向作为主观评价和客观评价的测试结果，有效避免了材料表面纹理对测试结果的影响。
附图说明
30.图1是本发明的流程示意图；
31.图2是本发明所述刮擦仪的工作示意图；
32.图3是本发明所述样品观察台架示意图；
33.图4是本发明所述样品的观察角度示意图。
34.图中，1—橡胶材料样品，2—刮擦头，3—压环，4—旋转把手，5—光源箱，6—样品台。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明作详细说明。
36.参见图1，所示的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其包括如下步骤：
37.s1，选取多个橡胶材料样品，以橡胶材料样品表面平整的部位作为待刮擦位置，所述橡胶材料样品的尺寸即长
×
宽不小于6cm
×
6cm，在标准环境下静置至少24h，所述标准环境为温度为23
±
2℃、湿度为50
±
5％rh的环境。在刮擦前采用色差仪测定待刮擦位置的颜色值 (l1、a1、b1)，采用光泽度计测定待刮擦位置的光泽度gu1。
38.刮擦橡胶材料样品表面得到十字划痕，具体为：参见图2，将橡胶材料样品1夹持固定于刮擦仪的样品台上，采用圆形压环3压紧橡胶材料样品1，对刮擦头2施加3～10n的负载，以模拟橡胶材料样品待刮擦位置的实际使用工况，如手的滑动力、手机、钥匙等物品的重量，优选地，对刮擦头施加3n的负载。开启刮擦仪，设置刮擦速度为1000mm/min，划痕长度为 40mm，先在橡胶材料样品表面刮出一条划痕，然后拨动旋转把手4，将橡胶材料样品1水平旋转90
°
，再用同样的刮擦速度刮出另一条相同长度的划痕，即形成十字划痕。刮擦速度应模拟人的指甲、钥匙或其他尖锐物品在样品表面刮擦的速度，通常选用速度为1000mm/min。人手自然张开，拇指指端到中指指端的长度约为15cm，在拾起钥匙或手机时，与接触面会产生至少40mm的划痕，故划痕长度设置至少为40mm。
39.十字划痕的设置主要是为了避免材料表面纹理对测试结果的影响，若采用单道划痕进行耐刮擦性能测试，在对某些单向纹理表面的材料进行测试时，单道划痕若沿纹理走向刮擦形成，划痕程度可能较弱，单道划痕若与沿纹理走向垂直的方向刮擦形成，划痕程度可能较强，因此单道划痕难以有效评判橡胶材料的耐刮擦性能。
40.s2，对十字划痕进行主观评价，根据主观评价规则得到主观评价得分，具体为：由三名评价人员对十字划痕进行主观评价，参见图3，将带有十字划痕的橡胶材料样品置于光源箱5 中的样品台6上，所述样品台6相对于水平面倾斜45
°
布置，采用d65光源作为照射光源，以模拟人工日光，保证在室内、阴雨天观测物品时的颜色效果时，有一个近似在太阳光地下观测的照明效果，其色温为6500k。参见图4，评价人员在距橡胶材料样品1表面300～500mm 处，从三个不同角度即正前、左前和右前方观察十字划痕的深浅程度、划痕宽度、相
较于橡胶材料样品自身的颜色变化及光泽变化，根据表1所示的主观评价规则进行量化打分。
41.表1划痕程度主观评价规则
42.等级划痕程度5任意角度不可见划痕4部分角度可见，与样品的颜色、光泽无明显差异3部分角度可见，但与样品的颜色、光泽差异较大2任意角度均可见明显的划痕1严重的划痕，深度较深，划破表面
43.记录3个人的评价结果，若任意2人的打分差异≥2级，则增加评价人员对橡胶材料样品的十字划痕进行主观评价，并将出现异常值的人员替换掉，直至任意2个人的评价结果差异≤1级。以多名评价人员的主观评价得分平均数作为橡胶材料样品的主观评价得分。
44.s3，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价，根据客观评价规则得到各个评价维度的客观评价得分，所述评价维度包括划痕宽度、划痕连续性及长度、色差值和光泽度差值。
45.采用显微镜在50倍放大倍数下观察十字划痕的划痕宽度、划痕连续性及长度。
46.采用色差仪分别测定十字划痕所在部位颜色值(l2、a2、b2)，计算得到色差值δe，计算得到色差值δe，
47.采用光泽度仪分别测定十字划痕所在部位的光泽度gu2，，计算得到光泽度差值δgu，δgu＝gu
1-gu2，根据表2所示的客观评价规则对各个评价维度的测定结果进行量化打分。
48.表2各个评价维度的客观评价规则
[0049][0050]
需要注意的是，为了保证评价结果的准确率，若十字划痕两个方向的划痕程度不同，以划痕程度严重的方向作为主观评价和客观评价的测试结果。
[0051]
s4，将s2得到的主观评价得分与s3得到的客观评价得分进行关联性分析，利用matlab 将客观评价的各个评价维度的客观评价得分与主观评价得分进行曲线拟合，选用
合适的模型建立拟合关系，本实施例采用y＝ax1+bx2+cx3+dx4作为拟合关系的计算公式，y为主观评价得分，x1、x2、x3、x4分别为四个客观评价维度的客观评价得分，a、b、c、d为常数。
[0052]
s5，选取至少5个不同种类的橡胶材料样品对s4得到的拟合关系进行验证，具体为：选取至少5个不同种类的橡胶材料，分别按照s1～s3进行操作，将得出的客观评价得分代入s4 得到的拟合关系计算得到对应的主观评价得分，将通过拟合关系计算得到的主观评价得分与 s2得到的主观评价得分进行对比，若两者差值为0.5及以内，则判定拟合计算结果正确，若选取的至少5个不同种类的橡胶材料拟合计算结果准确率为90％及以上时，则判定拟合关系建立成功，若拟合计算结果准确率不足90％时，则增加s1中橡胶材料样品的数量，重复s1～s4，直至拟合计算结果准确率为90％及以上。
[0053]
s6，刮擦待测件表面得到十字划痕，对十字划痕进行四个评价维度的客观评价得到待测件各个评价维度的客观评价得分，然后将得到的各个评价维度的客观评价得分代入s5验证后的拟合关系中，通过拟合计算得到待测件对应的主观评价得分，以拟合关系得到的主观评价得分表征待测件的耐刮擦性能。解决了评价结果受评价人员主观因素影响的问题，提升了视觉评价模型精确性，进而能够有效的表征目视效果，更能站在用户的角度直观感受车用橡胶材料刮擦后的表面状态。同时可有效管控橡胶材料的耐刮擦性能，进而提升了汽车内饰零部件视觉品质。
[0054]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，选取多个橡胶材料样品，刮擦橡胶材料样品表面得到十字划痕；s2，对十字划痕进行主观评价，根据主观评价规则得到主观评价得分；s3，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价，根据客观评价规则得到各个评价维度的客观评价得分；s4，将s2得到的主观评价得分与s3得到的客观评价得分进行关联性分析，建立拟合关系；s5，选取至少5个不同种类的橡胶材料样品对s4得到的拟合关系进行验证；s6，刮擦待测件表面得到十字划痕，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价，得到待测件的客观评价得分，然后代入s5验证后的拟合关系得到待测件的主观评价得分，以拟合关系得到的主观评价得分表征待测件的耐刮擦性能。2.根据权利要求1所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于，所述s2中的主观评价具体为：由至少三名评价人员对十字划痕进行主观评价，将带有十字划痕的橡胶材料样品置于光源箱中的样品台上，所述样品台相对于水平面倾斜45
°
布置，采用d65光源作为照射光源；评价人员在距橡胶材料样品表面300~500mm处，从不同角度观察十字划痕的深浅程度、划痕宽度、相较于橡胶材料样品自身的颜色变化及光泽变化；根据权利要求1或2所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于：所述s3中的评价维度包括划痕宽度、划痕连续性及长度、色差值和光泽度差值。3.根据权利要求3所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于：采用显微镜观察十字划痕的划痕宽度、划痕连续性及长度；采用色差仪分别测定十字划痕所在部位刮擦前后的颜色值，计算得到色差值；采用光泽度仪分别测定十字划痕所在部位刮擦前后的光泽度，计算得到光泽度差值；根据客观评价规则对各个评价维度的测定结果进行量化打分。4.根据权利要求1或2所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于，所述s5具体为：选取至少5个不同种类的橡胶材料，分别按照s1~s3进行操作，将得出的客观评价得分代入s4得到的拟合关系计算得到主观评价得分，将通过拟合关系计算得到的主观评价得分与s2得到的主观评价得分进行对比，若两者差值为0.5及以内，则判定拟合计算结果正确，若选取的至少5个不同种类的橡胶材料拟合计算结果准确率为90%及以上时，则判定拟合关系建立成功，若拟合计算结果准确率不足90%时，则增加s1中橡胶材料样品的数量，重复s1~s4，直至拟合计算结果准确率为90%及以上。5.根据权利要求1或2所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于：若十字划痕两个方向的划痕程度不同，则以划痕程度严重的方向作为主观评价和客观评价的测试结果。6.根据权利要求1或2所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于：所述十字划痕的单向长度为40mm及以上。7.根据权利要求1或2所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于：所述橡胶材料样品和待测件的尺寸不小于6cm
×
6cm，在标准环境下静置至少24h，所述标准环境为温度为23
±
2℃、湿度为50
±
5%rh的环境。8.根据权利要求1或2所述的车用橡胶材料耐刮擦性能的测试方法，其特征在于，刮擦
具体为：将橡胶材料样品夹持固定于刮擦仪的样品台上，采用压环压紧橡胶材料样品，对刮擦头施加3~10n的负载，刮擦速度为1000mm/min。

技术总结
本发明公开了一种车用橡胶材料耐刮擦性能测试方法，其包括如下步骤：S1，选取多个橡胶材料样品，刮擦橡胶材料样品表面得到十字划痕；S2，对十字划痕进行主观评价得到主观评价得分；S3，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价得到各个评价维度的客观评价得分；S4，建立拟合关系；S5，对拟合关系进行验证；S6，刮擦待测件表面得到十字划痕，对十字划痕进行多个评价维度的客观评价，得到待测件的客观评价得分，然后代入S5验证后的拟合关系得到待测件的主观评价得分，以拟合关系得到的主观评价得分表征待测件的耐刮擦性能。其通过主观评价得分与客观评价得分的关联性分析建立拟合关系，提升视觉评价模型准确性，有效表征目视效果。有效表征目视效果。有效表征目视效果。


技术研发人员：于正阳 王位 罗茜元
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/1/28