兩種皮革 耐磨性能檢測(cè)方法的對(duì)比研究

耐磨性能主要是考核皮革產(chǎn)品表面涂層的牢固程度，若耐磨性能差，皮革產(chǎn)品使用不久后就會(huì)出現(xiàn)表面涂層脫落，影響其使用性能，若遇深色皮革產(chǎn)品甚至還會(huì)污染使用者的衣服、鞋子和襪子等，故它是皮革的一項(xiàng)重要物理性能考核指標(biāo)。

目前皮革耐磨性能測(cè)試方法有兩種，一種是Taber耐磨法，采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為ISO 17076-1:2020，相對(duì)應(yīng)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是QB/T 2726—2005(以下簡(jiǎn)稱“Taber耐磨法”,檢測(cè)設(shè)備見圖1);另一種是馬丁代爾耐磨法，采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為ISO 17076-2:2011，相對(duì)應(yīng)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 39507—2020(以下簡(jiǎn)稱“馬丁代爾耐磨法”,檢測(cè)設(shè)備見圖2)，以下從適用范圍、測(cè)試原理、取樣尺寸、測(cè)試程序、結(jié)果表示和注意事項(xiàng)6方面，對(duì)Taber耐磨法和馬丁代爾耐磨法進(jìn)行對(duì)比分析。

圖1 GT-7012-T型 TABER 耐磨耗性試驗(yàn)機(jī)

圖2 GT-7012-M型 馬丁代爾耐磨儀

1 適用范圍

Taber耐磨法適用于包括皮革在內(nèi)的各種硬度材料的耐磨性能檢測(cè)。馬丁代爾耐磨法不適合用于較厚、較硬的鞋面革、家具革、箱包革和汽車革耐磨性能測(cè)試。

2 測(cè)試原理

Taber耐磨法是將被測(cè)試的試樣放在水平平臺(tái)上旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)磨輪被賦予特定的壓力壓在試片上旋轉(zhuǎn)，磨輪的軸與水平面平行，磨輪標(biāo)簽面朝外，按照設(shè)定的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測(cè)試，并記錄試驗(yàn)前后試樣的所有變化，如表面涂層的損壞程度、顏色變化等。馬丁代爾耐磨法是使安裝在馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀耐磨夾具內(nèi)的磨料，在規(guī)定的負(fù)荷下，以李莎茹平面圖形為運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)球盤上的皮革試樣進(jìn)行摩擦，裝有磨料的耐磨夾具可環(huán)繞與皮革試樣表面垂直的軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，用試樣表面出現(xiàn)4個(gè)或以上磨損點(diǎn)時(shí)的摩擦次數(shù)表征皮革的耐磨性能。

3 取樣尺寸及數(shù)量

Taber耐磨法：取直徑為(106±1)mm的圓形試樣3片。

馬丁代爾耐磨法：取直徑為(150±1)mm的圓形試樣2片，若進(jìn)行人工汗液測(cè)試則再取直徑為(150±1)mm的圓形試樣2片。

4 測(cè)試程序

4.1 Taber耐磨法測(cè)試程序

4.1.1 磨輪調(diào)整

(1)CS系列橡膠磨輪

將橡膠磨輪安裝到支承臂上，保證有標(biāo)簽的一面朝外，增加每個(gè)磨輪的負(fù)重至1000 g，選用E150級(jí)砂紙，放在試樣夾持器上，并將磨輪放在砂紙的表面，打開吸塵裝置，開動(dòng)機(jī)器，運(yùn)行20轉(zhuǎn)后，檢查磨輪，如果磨輪表面顏色不一致，用新砂紙重新運(yùn)行20轉(zhuǎn)，如果顏色還是不一致，應(yīng)舍去這對(duì)磨輪。修整好的橡膠磨輪最后用軟刷子或壓縮空氣去除表面碎屑。

(2)S系列碳化鎢磨輪

每次測(cè)試前用硬刷子刷去碳化鎢磨輪表面附著物。

(3)H系列碳化硅磨輪

每次測(cè)試前用打磨機(jī)將使用過的一對(duì)碳化硅磨輪修磨成直徑大小一致，并用硬刷子刷去表面附著物。

4.1.2測(cè)試步驟

(1)將準(zhǔn)備好的磨輪安裝到支承臂上，標(biāo)簽朝外，選擇合適的負(fù)重(250 g、500 g、1000 g)，將試樣服帖地安裝在固定片上，并裝到試樣夾持器上，將所用磨輪放到試樣表面，選擇60 r/min速率，打開吸塵裝置，開動(dòng)機(jī)器，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉機(jī)器，取下試樣。

(2)采用4～6倍放大鏡觀察并記錄試樣表面損壞情況，評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)排除試驗(yàn)面積邊沿2mm范圍內(nèi)的損壞以及因開停機(jī)器對(duì)試樣造成的擠壓面積。需要時(shí)，還可用灰色樣卡評(píng)定試驗(yàn)面積內(nèi)的顏色變化。

(3)重復(fù)上述(1)、(2)步操作，測(cè)試第2片、第3片試樣。

4.2 馬丁代爾耐磨法測(cè)試程序

4.2.1 干態(tài)測(cè)試程序

將符合標(biāo)準(zhǔn)要求的羊毛磨料和泡沫塑料安裝在直徑為38 mm的耐磨夾具上，依次將毛氈、球盤和皮革試樣安裝在馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀的平臺(tái)上，調(diào)整球盤鋼珠向上并使其網(wǎng)格線與李莎茹圖形的對(duì)角線平行，然后用2.5 kg壓錘固定試樣，確保試樣表面平整、無皺紋。

檢查試樣、球盤和毛氈處于耐磨平臺(tái)的夾具中央，試樣夾緊后鋼珠不移位，再將裝有磨料的耐磨夾具安裝在馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀上，并安裝795 g的加載塊后，將2片相同試樣同時(shí)安裝在馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀對(duì)角線上一起進(jìn)行100次的摩擦測(cè)試，完成測(cè)試后，取下含磨料的耐磨夾具，用4～6倍的放大鏡或放大倍數(shù)為50倍的顯微鏡觀察試樣表面變化，記錄試樣表面涂層磨損點(diǎn)的數(shù)量。重復(fù)以上測(cè)試，直至試樣表面涂層出現(xiàn)4處及以上的磨損點(diǎn)，記錄此時(shí)的摩擦次數(shù)和相應(yīng)的磨損點(diǎn)個(gè)數(shù)。

4.2.2人工汗液測(cè)試程序

按標(biāo)準(zhǔn)要求將羊毛磨料和泡沫塑料安裝在直徑為38 mm的耐磨夾具上，并把它放入加有2 mL人工汗液的圓柱形容器內(nèi)，使磨料接觸人工汗液5 min，然后按干法測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試，每達(dá)到500次后，如果測(cè)試還未達(dá)到終點(diǎn)，需要換用新配制的人工汗液潤(rùn)濕新的羊毛磨料和泡沫塑料繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試，直至試樣表面涂層出現(xiàn)4處及以上的磨損點(diǎn)，記錄此時(shí)的摩擦次數(shù)和相應(yīng)的磨損點(diǎn)個(gè)數(shù)。

5 結(jié)果表示

Taber耐磨法：記錄每片試樣出現(xiàn)的損壞程度以及試樣的顏色變化，最后用3片中的最差結(jié)果來表示測(cè)試結(jié)果。若3片的損壞程度差異較大或顏色等級(jí)變化差異大于一級(jí)，應(yīng)重新取樣測(cè)試。

馬丁代爾耐磨法：記錄每個(gè)試樣達(dá)到4處及以上磨損點(diǎn)時(shí)的摩擦次數(shù)，最后以2塊試樣的平均摩擦次數(shù)值來表示測(cè)試結(jié)果。若2片的檢測(cè)結(jié)果平行性差(測(cè)定結(jié)果超過平均值的10%)，應(yīng)重新取樣測(cè)試。

6 注意事項(xiàng)

6.1 Taber耐磨法注意事項(xiàng)

(1)在試驗(yàn)開始前，務(wù)必認(rèn)真清理砂輪與試樣表面的碎屑，砂輪應(yīng)牢固安裝在支承臂上，以防測(cè)試過程中脫落，試樣也應(yīng)牢固地粘貼在固定片上，以防測(cè)試過程中試樣起皺和脫落，影響測(cè)試結(jié)果。

(2)用E150級(jí)的砂紙修整橡膠磨輪，每張砂紙最多只能使用60轉(zhuǎn)，因此平時(shí)應(yīng)做到及時(shí)更換砂紙，以確保磨輪修整后符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

(3)根據(jù)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)可知，Taber耐磨法常見磨輪類型見表1。

表1 Taber耐磨法常見磨輪類型對(duì)比

由表1可知，磨輪的選擇依據(jù)是皮革的柔軟性，皮革從軟到硬，磨輪的選擇從CS系列到H 系列再到S系列，其中各系列中不同型號(hào)磨輪的選擇是按數(shù)字的大小順序進(jìn)行，數(shù)字越小，適合的皮革相對(duì)更加柔軟。

6.2 馬丁代爾耐磨法注意事項(xiàng)

(1)羊毛磨料、泡沫塑料應(yīng)服貼地安裝在磨料夾具上，試樣、球盤和毛氈應(yīng)平整地安裝在試驗(yàn)平臺(tái)上，安裝完成后應(yīng)確保鋼珠不移位。

(2)汗液測(cè)試500次后未達(dá)到測(cè)試終點(diǎn)，務(wù)必?fù)Q用新配制的汗液重新潤(rùn)濕新的羊毛磨料和泡沫塑料，方可繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試。

(3)較厚、較硬的鞋面革、家具革、箱包革和汽車革無法安裝在試驗(yàn)平臺(tái)上，故不適宜使用此法測(cè)試其耐磨性能。

7 結(jié) 語

針對(duì)一般柔軟性的皮革耐磨性能測(cè)試，Taber耐磨法及馬丁代爾耐磨法都可使用，而厚度較大、較硬的皮革，只能采用Taber耐磨法進(jìn)行檢測(cè)。兩種耐磨方法最大的差異在于產(chǎn)品耐磨性能好壞的評(píng)價(jià)方式，Taber耐磨法是以試樣經(jīng)過規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)的摩擦后其涂層表面的損壞程度來表示其耐磨性，而馬丁代爾耐磨法是以出現(xiàn)4處及以上磨損點(diǎn)時(shí)的摩擦次數(shù)來表示其耐磨性。

由于國(guó)內(nèi)皮革Taber耐磨法標(biāo)準(zhǔn)已實(shí)施近17年，其修改采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/NP 17076:2004現(xiàn)已改版2次，分別是2012版和2020版，為了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)保持一致，建議盡快對(duì)現(xiàn)行Taber耐磨法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。