兩種皮革 耐磨性能檢測方法的對比研究

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)品甚至還會污染使用者的衣服、鞋子和襪子等，故它是皮革的一項重要物理性能考核指標(biāo)。

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

圖1 GT-7012-T型 TABER 耐磨耗性試驗機

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。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試。

2 測試原理

Taber耐磨法是將被測試的試樣放在水平平臺上旋轉(zhuǎn)，兩個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)進行測試，并記錄試驗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動軌跡，對球盤上的皮革試樣進行摩擦，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，用試樣表面出現(xiàn)4個或以上磨損點時的摩擦次數(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，若進行人工汗液測試則再取直徑為(150±1)mm的圓形試樣2片。

4 測試程序

4.1 Taber耐磨法測試程序

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，增加每個磨輪的負(fù)重至1000 g，選用E150級砂紙，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，開動機器，運行20轉(zhuǎn)后，檢查磨輪，如果磨輪表面顏色不一致，用新砂紙重新運行20轉(zhuǎn)，如果顏色還是不一致，應(yīng)舍去這對磨輪。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

每次測試前用打磨機將使用過的一對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，開動機器，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)達到設(shè)定值后，關(guān)閉機器，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，評價時應(yīng)排除試驗面積邊沿2mm范圍內(nèi)的損壞以及因開停機器對試樣造成的擠壓面積。需要時，還可用灰色樣卡評定試驗面積內(nèi)的顏色變化。

(3)重復(fù)上述(1)、(2)步操作，測試第2片、第3片試樣。

4.2 馬丁代爾耐磨法測試程序

4.2.1 干態(tài)測試程序

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儀的平臺上，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儀上，并安裝795 g的加載塊后，將2片相同試樣同時安裝在馬丁代爾耐磨試驗儀對角線上一起進行100次的摩擦測試，完成測試后，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的數(shù)量。重復(fù)以上測試，直至試樣表面涂層出現(xiàn)4處及以上的磨損點，記錄此時的摩擦次數(shù)和相應(yīng)的磨損點個數(shù)。

4.2.2人工汗液測試程序

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，然后按干法測試程序進行測試，每達到500次后，如果測試還未達到終點，需要換用新配制的人工汗液潤濕新的羊毛磨料和泡沫塑料繼續(xù)進行測試，直至試樣表面涂層出現(xiàn)4處及以上的磨損點，記錄此時的摩擦次數(shù)和相應(yīng)的磨損點個數(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)果來表示測試結(jié)果。若3片的損壞程度差異較大或顏色等級變化差異大于一級，應(yīng)重新取樣測試。

馬丁代爾耐磨法：記錄每個試樣達到4處及以上磨損點時的摩擦次數(shù)，最后以2塊試樣的平均摩擦次數(shù)值來表示測試結(jié)果。若2片的檢測結(jié)果平行性差(測定結(jié)果超過平均值的10%)，應(yīng)重新取樣測試。

6 注意事項

6.1 Taber耐磨法注意事項

(1)在試驗開始前，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，以防測試過程中脫落，試樣也應(yīng)牢固地粘貼在固定片上，以防測試過程中試樣起皺和脫落，影響測試結(jié)果。

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

(3)根據(jù)檢測經(jīng)驗和文獻可知，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磨輪的選擇是按數(shù)字的大小順序進行，數(shù)字越小，適合的皮革相對更加柔軟。

6.2 馬丁代爾耐磨法注意事項

(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)平整地安裝在試驗平臺上，安裝完成后應(yīng)確保鋼珠不移位。

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

(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平臺上，故不適宜使用此法測試其耐磨性能。

7 結(jié) 語

針對一般柔軟性的皮革耐磨性能測試，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耐磨法進行檢測。兩種耐磨方法最大的差異在于產(chǎn)品耐磨性能好壞的評價方式，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處及以上磨損點時的摩擦次數(shù)來表示其耐磨性。

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