技术概述

皮革耐折牢度试验是皮革物理机械性能检测中的一项重要指标,主要用于评估皮革材料在反复弯曲折叠过程中的抗疲劳性能和耐用性能。该试验通过模拟皮革制品在实际使用过程中经受的反复弯折情况,测定皮革表面涂层的抗开裂能力以及皮革基体的耐疲劳特性,为皮革制品的质量控制和产品开发提供科学依据。

皮革作为一种天然高分子材料,广泛应用于鞋类、箱包、服装、家具、汽车内饰等领域。在这些应用场景中,皮革制品不可避免地会经历反复的弯曲和折叠,如鞋面在行走过程中的弯折、沙发座椅的日常使用、皮包开合等。如果皮革的耐折性能不足,经过一定次数的弯折后,皮革表面涂层会出现裂纹、脱落,严重时甚至会导致皮革基体断裂,严重影响产品的外观和使用寿命。

耐折牢度试验的核心原理是将皮革试样在一定角度和一定频率下进行反复弯曲,经过规定次数的弯折后,观察试样表面是否出现裂纹、涂层是否脱落、颜色是否发生变化等现象,以此评价皮革的耐折性能。试验结果通常以试样在规定弯折次数后出现的损伤程度来表示,或以试样出现规定损伤时经受的弯折次数来表示。

影响皮革耐折牢度的因素众多,包括皮革的种类(天然皮革、人造革、合成革)、鞣制工艺、涂饰工艺、涂层厚度、柔软度、含水量等。一般来说,经过适当加脂和柔软处理的皮革具有较好的耐折性能;涂层过厚或涂层与基体结合不牢的皮革,耐折性能往往较差。因此,耐折牢度试验不仅用于成品皮革的质量检测,也常用于生产工艺的优化和改进。

随着皮革工业的发展和消费者对产品质量要求的提高,皮革耐折牢度试验的重要性日益凸显。该试验已成为皮革及皮革制品生产企业的常规检测项目,也是第三方检测机构进行皮革质量评价的重要手段之一。通过科学、规范的耐折牢度检测,可以有效控制皮革产品质量,提高产品的市场竞争力,保障消费者的合法权益。

检测样品

皮革耐折牢度试验适用于多种类型的皮革材料,不同类型的皮革由于其结构和性能特点不同,在检测时的要求和结果评判也有所差异。以下是常见的检测样品类型:

  • 天然皮革:包括牛皮、羊皮、猪皮、马皮等各种动物皮革,可根据用途分为鞋面革、服装革、手套革、箱包革、家具革等
  • 二层皮革:经过剖层处理后得到的下层皮革,通常需要经过涂饰或贴膜处理
  • 人造皮革:以织物为基材,表面涂覆聚氨酯或聚氯乙烯等合成树脂制成的皮革替代材料
  • 合成皮革:以非织造布为基材,经过浸渍聚氨酯树脂等工艺制成的高档皮革替代材料
  • 复合皮革:由多种材料复合而成的皮革材料,如真皮与织物复合、真皮与合成材料复合等

样品制备是耐折牢度试验的重要环节,样品的制备质量直接影响检测结果的准确性和可比性。样品制备应遵循以下原则和要求:

首先,取样位置应具有代表性。对于整张皮革,应在标准规定的部位取样,通常取臀部、背部、肩部、腹部等不同部位,以全面评价皮革的耐折性能。对于皮革制品,应选取实际使用中经受弯折的部位或易出现问题的部位进行检测。

其次,样品尺寸应符合标准要求。不同标准对样品尺寸的规定可能有所不同,一般采用矩形试样,长度方向应平行于皮革的脊背线或规定的方向。样品边缘应整齐、光滑,无毛刺、裂口等缺陷,以免影响试验结果。

样品的预处理同样重要。试验前,样品应在标准大气条件下(温度20±2℃,相对湿度65±5%)进行调湿处理,使样品达到平衡状态。调湿时间根据样品厚度和类型确定,一般不少于24小时。对于含水量较高的样品,应先进行预干燥处理;对于干燥的样品,应进行适当的调湿处理。

样品数量应满足统计要求。为保证检测结果的可信度,同一批次的皮革应取多个样品进行平行试验,通常不少于3个。对于不同部位或不同方向的样品,应分别进行试验并记录结果,以便全面评价皮革的耐折性能。

检测项目

皮革耐折牢度试验涉及多个检测项目,通过这些项目的检测可以全面评价皮革的耐折性能。主要检测项目包括:

  • 耐折次数:试样在规定条件下经受的弯折次数,通常以万次为单位表示
  • 裂纹情况:观察试样表面是否出现裂纹,记录裂纹的形态、数量、长度、深度等
  • 涂层脱落:评价试样表面涂层的脱落程度,包括脱落面积、脱落形态等
  • 颜色变化:检测试样弯折部位的颜色是否发生变化,如褪色、变色、光泽变化等
  • 表面起皱:观察试样表面是否出现起皱、起泡、起毛等现象
  • 断裂情况:对于严重损伤的样品,记录是否出现断裂及断裂的程度

根据不同的产品标准和客户要求,还可以增加以下检测项目:

  • 柔软度变化:比较试验前后皮革柔软度的变化情况
  • 厚度变化:测量弯折部位试验前后的厚度变化
  • 强度损失:检测弯折后皮革抗拉强度的损失程度
  • 透气性变化:对于透气性要求较高的产品,检测弯折后透气性的变化

检测结果的评价通常采用等级制或描述性评价。常见的评价方法包括:

等级评价法:根据试样损伤程度将耐折性能分为若干等级,如1-5级,级数越高表示耐折性能越好。不同标准对等级划分的依据和方法有所不同,但一般以表面损伤程度作为主要评判依据。

次数评价法:以试样出现规定损伤时经受的弯折次数表示耐折性能,次数越多表示耐折性能越好。这种方法适用于耐折性能较好的皮革,可以更精确地区分不同产品之间的性能差异。

描述评价法:对试样的损伤情况进行详细描述,包括损伤类型、损伤位置、损伤程度等,结合照片或示意图进行记录。这种方法可以提供更全面的检测信息,便于质量分析和工艺改进。

检测项目的选择应根据产品用途、客户要求和相关标准确定。对于鞋面革,应重点关注裂纹和涂层脱落情况;对于服装革,应关注柔软度变化和颜色变化;对于汽车内饰革,应关注耐老化后的耐折性能变化等。

检测方法

皮革耐折牢度试验的方法有多种,不同的方法适用于不同类型的皮革和不同的检测目的。以下是常用的检测方法:

轻革耐折牢度测定法是最常用的方法之一,适用于鞋面革、服装革等较薄的皮革。该方法将试样夹持在耐折试验机的两个夹具之间,使试样在一定角度下反复弯折。试验过程中,试样外层受到拉伸作用,内层受到压缩作用,模拟皮革在实际使用中的受力状态。经过规定次数的弯折后,取下试样,在标准光源下观察试样弯折部位的损伤情况。

重革耐折牢度测定法适用于较厚的皮革,如箱包革、家具革、皮带革等。由于厚革的弯曲刚度较大,需要采用较大的弯曲角度或专用的夹具。试验参数的设置应根据皮革厚度和硬度进行调整,以确保试验条件能够模拟实际使用情况。

低温耐折试验用于评价皮革在低温条件下的耐折性能。将试样置于低温环境中达到规定温度后进行耐折试验,观察低温下皮革是否出现脆裂、涂层脱落等现象。该方法对于评价冬季户外用皮革制品的性能尤为重要。

湿热耐折试验用于评价皮革在湿热条件下的耐折性能。将试样在一定温度和湿度条件下处理规定时间后进行耐折试验,或直接在湿热条件下进行耐折试验。该方法可以评价皮革的耐老化性能和耐汗液性能。

具体的试验步骤如下:

  • 样品准备:按照标准要求取样,进行调湿处理,标记试样的正反面和方向
  • 仪器调试:检查耐折试验机的工作状态,调整夹具间距、弯曲角度、弯曲频率等参数
  • 试样安装:将试样正确安装在夹具上,确保试样平整、无扭曲,外层朝外
  • 参数设置:根据标准要求设置弯折次数、弯曲角度(通常为22.5°或30°)、弯曲频率(通常为100次/分钟)
  • 开始试验:启动试验机,进行反复弯折,记录试验过程中的异常情况
  • 中间检查:达到规定次数后暂停试验,取下试样检查损伤情况,如需继续试验则重新安装
  • 结果评价:试验结束后,在标准光源下观察试样,按照标准规定的方法评价损伤程度
  • 结果记录:详细记录试验条件、试验现象、损伤情况、评价结果等

试验过程中应注意以下事项:

夹具的调整应确保试样在弯折过程中不发生滑移,夹持力应适中,过大会损伤试样,过小会导致试样滑移。弯曲角度应准确,角度偏差会影响试验结果的可比性。试验环境应保持稳定,温度和湿度的波动会影响皮革的物理状态,从而影响试验结果。

观察损伤时应采用标准光源和放大设备,确保能够发现微小的裂纹和涂层损伤。对于临界状态的判定,应由多个检测人员共同评定,或采用仪器辅助评定。试验记录应完整、准确,便于追溯和分析。

检测仪器

皮革耐折牢度试验需要使用专用的检测仪器,仪器的性能和精度直接影响检测结果的准确性。主要的检测仪器和设备包括:

皮革耐折试验机是进行耐折牢度试验的核心设备。该仪器主要由机架、传动系统、夹具系统、计数系统等部分组成。夹具系统包括上下两个夹具,上夹具固定不动,下夹具围绕一定角度往复摆动,使试样反复弯曲。传动系统通常采用电机驱动,通过曲柄连杆机构实现往复运动。计数系统用于记录弯折次数,可以是机械计数器或电子计数器。

耐折试验机的主要技术参数包括:

  • 弯曲角度:通常可调范围为0-30°,常用角度为22.5°
  • 弯曲频率:通常为100±5次/分钟
  • 夹具间距:可调,根据试样厚度和弯曲角度确定
  • 最大计数:通常可达999999次或更高
  • 试样尺寸:根据标准要求,通常试样宽度为70mm或更宽

除耐折试验机外,进行耐折牢度试验还需要以下辅助设备和工具:

  • 标准光源箱:用于在标准光源下观察试样的损伤情况,通常配备D65光源
  • 放大镜或显微镜:用于观察微小裂纹和涂层损伤,放大倍数通常为5-20倍
  • 恒温恒湿箱:用于样品的调湿处理和特定条件下的试验
  • 低温箱:用于低温耐折试验
  • 测厚仪:用于测量试样厚度
  • 裁样工具:用于制备标准尺寸的试样,如冲刀、裁刀等

仪器的校准和维护对于保证检测质量至关重要。耐折试验机应定期进行校准,主要校准项目包括弯曲角度、弯曲频率、夹具间距、计数准确性等。校准周期通常为一年,或根据使用频率和设备状态确定。

日常维护应保持仪器清洁、润滑,定期检查夹具的磨损情况,及时更换磨损的夹具。传动部件应定期加注润滑油,电气系统应定期检查接线是否松动、绝缘是否良好。仪器出现故障时应及时维修,维修后应重新校准方可使用。

随着技术的发展,现代耐折试验机已实现数字化和自动化。新型仪器配备触摸屏控制界面,可预设试验程序,自动记录试验数据,部分仪器还具有图像采集和分析功能,可以自动识别和评价试样的损伤程度。这些智能化功能提高了检测效率和结果的一致性。

应用领域

皮革耐折牢度试验在多个领域具有广泛的应用,是皮革及皮革制品质量控制的重要手段。主要应用领域包括:

皮革生产行业是耐折牢度试验最主要的应用领域。制革企业通过耐折牢度检测来监控产品质量,优化生产工艺。在鞣制、加脂、涂饰等工序中,工艺参数的调整会影响皮革的耐折性能。通过检测不同工艺条件下皮革的耐折牢度,可以确定最佳工艺参数,提高产品质量。耐折牢度也是皮革分级和定价的重要依据之一。

鞋类制造行业对皮革耐折牢度有较高要求。鞋面在行走过程中会经历反复弯折,特别是鞋头和后跟部位,弯折频率和幅度都较大。如果鞋面革的耐折性能不足,穿着一段时间后鞋面会出现裂纹、涂层脱落等问题,严重影响鞋的外观和使用寿命。因此,鞋类企业在采购鞋面革时,耐折牢度是必检项目。国家标准和行业标准对鞋面革的耐折牢度有明确规定,如要求弯折20000次后无裂纹。

箱包制造行业同样重视皮革的耐折牢度。箱包在开合过程中,盖部和翻盖部位会经受反复弯折。对于软箱和折叠式箱包,更多部位会经受弯折作用。箱包企业通过耐折牢度检测来评价皮革的适用性,确保产品在正常使用寿命内不会出现因皮革开裂导致的质量问题。

服装行业对于皮革服装用革的耐折牢度也有一定要求。皮革服装在穿着过程中,肘部、膝部等部位会经受反复弯折。虽然服装革通常较薄较软,耐折性能较好,但对于涂层较厚的服装革或经过特殊处理的服装革,仍需进行耐折牢度检测。

家具行业特别是软体家具行业,对皮革耐折牢度有较高要求。沙发、座椅等家具在日常使用中,座垫和靠背部位会经受反复弯折。家具革的耐折牢度直接影响家具的使用寿命和外观保持性。高档家具对皮革耐折牢度的要求更为严格,通常要求弯折次数更高,且弯折后表面状态良好。

汽车内饰行业是皮革耐折牢度检测的重要应用领域。汽车座椅、方向盘、门板等部位使用的皮革,在使用过程中会经受反复弯折,同时还面临温度变化、紫外线照射等环境因素的影响。汽车行业对内饰革的耐折牢度有严格标准,通常要求在特定条件下进行耐折试验,如高温耐折、低温耐折、老化后耐折等。

第三方检测机构通过耐折牢度检测为委托方提供质量评价服务。检测报告是产品质量证明、贸易验收、质量争议处理的重要依据。检测机构依据国家标准、行业标准或国际标准进行检测,确保检测结果的公正性和权威性。

科研院所和高校利用耐折牢度试验进行皮革科学研究。通过研究不同材料、不同工艺、不同处理条件对皮革耐折性能的影响,为皮革工业的技术进步提供理论支持和技术储备。

常见问题

在皮革耐折牢度试验过程中,检测人员和委托方经常会遇到一些问题。以下是对常见问题的解答:

问:皮革耐折牢度试验的标准有哪些?

答:常用的标准包括国家标准GB/T 4689.21《皮革 物理和机械试验 耐折牢度的测定》,国际标准ISO 5402《皮革 耐折牢度的测定》,行业标准QB/T 2714《皮革 物理和机械试验 耐折牢度的测定》等。不同标准在试验参数、样品尺寸、结果评价等方面可能存在差异,应根据产品要求和客户指定选择适用标准。

问:耐折试验的弯折次数如何确定?

答:弯折次数应根据产品用途和相关标准确定。对于鞋面革,通常要求弯折20000次或更多;对于服装革,通常要求弯折10000-20000次;对于家具革和汽车内饰革,要求可能更高。如果标准未规定具体次数,可根据产品实际使用情况和客户要求确定。试验过程中也可在特定次数(如5000次、10000次、20000次)进行中间检查,记录损伤发展过程。

问:试样出现裂纹后是否需要继续试验?

答:这取决于检测目的和标准要求。如果检测目的是测定皮革出现裂纹时的耐折次数,则应在出现裂纹时停止试验,记录此时的弯折次数。如果检测目的是评价皮革在规定次数弯折后的损伤程度,则应继续试验至规定次数,然后综合评价损伤情况。部分标准规定出现严重损伤(如断裂)时应停止试验。

问:如何判断试样表面的细微裂纹?

答:细微裂纹的判断需要借助放大设备在适当光源下观察。通常使用5-10倍放大镜,在D65标准光源下观察。裂纹的判断标准为:肉眼或放大镜下可见的表面破裂,深度达到涂层或基体。对于临界状态,可采用指甲轻轻划过弯折部位,如有明显阻滞感则可判定为裂纹。也可由多个检测人员独立评定后综合判定。

问:不同方向取样结果不同是正常的吗?

答:是的,皮革具有各向异性,不同方向的耐折性能可能存在差异。通常平行于脊背线方向(纵向)和垂直于脊背线方向(横向)的耐折性能差异较明显。取样时应注明方向,试验结果也应分别记录。对于成品皮革,可选取多个方向进行试验,以全面评价耐折性能。

问:涂层脱落和裂纹如何区分?

答:裂纹是指涂层或基体发生破裂,破裂处可能露出下层材料,但涂层仍附着在基体上。涂层脱落是指涂层与基体分离,脱落处露出基体或底层材料。两者可能同时发生,也可能单独发生。在评价时应分别记录,因为它们反映的问题不同:裂纹主要反映材料的抗疲劳性能,涂层脱落主要反映涂层与基体的结合牢度。

问:试验结果不合格的原因有哪些?

答:耐折牢度不合格的原因可能包括:涂层过厚或过脆、涂层与基体结合不牢、加脂不足导致皮革过硬、鞣制或干燥工艺不当、涂层材料选择不当、基体质量差等。应结合具体损伤形态分析原因,如涂层脱落主要与涂饰工艺有关,基体开裂主要与鞣制加脂工艺有关。

问:如何提高皮革的耐折牢度?

答:提高耐折牢度可从以下方面入手:优化加脂工艺,提高皮革柔软度;选择柔韧性好的涂饰材料;控制涂层厚度,避免过厚;改善涂层与基体的结合;采用交联技术提高涂层弹性;对于合成革,可优化基材结构和树脂配方。具体措施应根据皮革类型和现有工艺确定。