为了解决皮革柔软度的量化表征和科学测定,人们开展了大量的研究工作。中国科学院成都有机化学研究所公开了一种测试猪革柔软度的方法,测试时从皮革样品上剪下2×2cm2正方形的样品,用厚度计测量该样品在由小至大一系列载荷下的厚度值,然后按照加载的逆加过程逐步减小负载,测量该样品在卸载时厚度的变化,厚度测试以后,绘制负载-厚度、负载-压缩率曲线进行拟合,以方程式R=b3L3-b2L2+b1+b0中的系数b3值来定量化表征柔软度。
英国皮革协会研制出了一种非破坏性的皮革柔软度测试方法,该方法采一定穩定測試速度和厚度仪相组合的新型仪器 测试皮革在绷紧状态下对其表面施加一定垂直载荷的下陷变形距离,并以所施加载荷的立方根为横轴、以皮革的下陷变形距离为纵轴绘制载荷与变形的关系图,利用曲线的较大斜率(陡峭的线)来表示皮革的柔软度。上述方法从不同角度对皮革柔软度的定量测定和表征进行了有益的探讨,但由于对皮革具有破坏性或导致皮革测试部位变形过大,以及复杂的数据处理,难于在生产实践中推广应用。
英国BLC皮革技术中心研发、英国MSA公司制造了一种称之为ST-300皮革柔软度测试仪(MSA Leather Softness tester)的仪器,专业为皮革业 纺织业中 涂层织物及其它 材料的柔软度测试而设计,将待测材料夹在已知孔径的测试夹具上,然后通过一探针将一定负荷施加在织物上,由刻度指针上 (或数显式 )读取样品柔软值。
现皮革业,使用此机台专业测量皮革、兽皮之软度,以了解同批皮革的软硬度是否均匀,或单件皮革各部位之软度差异性。
侧视图
B:上臂 C:上夹具组合 D:压柄 F:荷重触针 E:测量仪底座
顶视图
A:松脱钮 G:指针
图一
若需换装20mm/25mm缩环,可直接拔出原有安装在底座E上缩环,放入所需要缩环。
── 35mm 缩环适于侦测「鞋用皮革」,2.0mm以上厚皮面材料。
── 25mm 缩环适于侦测「沙发用皮革」及运动鞋,1.2mm~2.0mm皮面材料。
── 20mm 缩环适于侦测「手套或皮衣用皮革」,在1.2mm及非常软的皮面材料。
建议:以25mm缩环为标准,若测出值低于1.0,则改用35mm缩环(即不放任何缩环,若读值高于3.0,建议改用20mm缩环。)
注:1. 35mm缩环固定在测试座E上(不放20mm/25mm缩环)。
2. 使用不同大小缩环,所测出读值不同,需由双方共同协定,使用同一大小缩环,以使量测值一致。
ST-300皮革柔软度测试仪(MSALeather Softness tester) 采用开口式样品放置机构,无损皮革的表面,并且在测试前不需要从测试的皮革上面切下样品 (非破坏性检测),这是本仪器的独特亮点。这使得当皮革柔软度需要被优先考虑时,有一个完善可靠的质量体系在供货商和客户之间得以建立。
皮革检验条件
在根据皮革同业协会SLTC(SOCIETY OF LEATHERTRADES' CHEMISTS)之SLP#3和国际皮革协会联盟(INTERNATIonAL unio OF LEATHER CHEMISTS' SOCIETY)之IUP#3方法,在不断测试的情况下,48小时,保持温度在20±2℃,相对湿度65±2%,将试片妥善架起,以使空气能自然接触皮革表面,可用风扇在适当角度下不断吹送空气。
试验证明在20℃恒温情况下,柔软度将随湿度增加而增高。(参考图一)
图一 柔软度随湿度增加而增加
取样位置,如图二。
小张皮(SKIN如猪、羊皮),大张皮(HIDE如牛皮等),根据皮革同业协会(SDCIETY OF LEATHER TRADES' CHEMISTS之SLP #2)及国际皮革协会联盟(INTERNATIonAL unio OF LEATHER CHEMISTS' SOCIETY)之IUP#2方法皮革取样位置参考图二
皮革物性测试取样位置
圖三
B:尾部
A:背脊骨线2/3点。即AC=2AB
AD 垂直于BC
F为AD线中点。即AF=AD/2
AE距离为50mm
E、F各为GH线及JK线中点
同时GH、JK两线平行于BC背脊骨线且和EF距离相等
即物性测试取样位置为一正方型HKJG。
制革业应用
1.柔软度测量仪ST-300在制革业干摔制程中查验检测柔软度
干摔时间(分钟)
侦测皮革在干摔制程中张力柔软度及松度达成效果。
左轴为软度测量仪读数(软度增加--->)
右轴为松度增加STATRAPIPINESS TEST
上图显示在ZUI小松度下ZUI适当软度可在制程30分钟内达成,否则既浪费能源,又造成反效果。
ST-300皮革柔软度计在制革业打软制程中查验检测柔软度
皮革经过打软机器之次数
侦测皮革在打软制程中张力柔软度之效果。
左轴为软度测量仪读数(软度增加--->)
上图显示ZUI佳软度可在第二次通过铲软机器时达成。若通过次数再增加并不能再使皮革柔软,反而造成松度增加的不良后果。
应用在皮革品质管制
一般品质统计上抽取出样品数愈多愈能预估一批皮革品质优劣,但相对其时间成本花费也太大;即若一批皮革柔软度分布范围愈大愈需抽取更多张皮为样本,若其柔软度分布范围愈小可减少抽样样本数,以获取对这批皮革精确软度预估值及节省量测时间成本。
范例:下图由一批皮革抽取数张皮以ST-300所量测值作一柔软度统计分布图,由样品中可知其平均值为4.06,标准误差为0.4(标准误差愈大代表皮革柔软度值分布范围愈广)。
故由此统计图可以判定这批皮革柔软度品质优劣,而人为手感无法以数值表现出。
平均值 4.06
标准误差 0.40
一批皮革内抽样样品测出柔软度分布图
精确度
ST300柔软度测量仪测量皮革柔软度读值与皮厂具丰富经验老手以手感所评估柔软度比较
老式以括式评估值 软度增加-->
皮厂老式以过去丰富经验以手感对皮革柔软度评估值与ST-300软度仪对牛皮测量之相关分析比较表。左轴为软度测量仪读数(软度增加--->)
由图可知:ST-300量测值和皮厂具有丰富经验老手评估值两者具有直线相关,即任何新手均可容易操作ST-300作皮革柔软度检查,更具有精确数据可作评估不受个人情绪等人为影响。
ST-300皮革柔软度测试仪(MSA Leather Softness tester)产品配置选择:
1.指针式柔软度测试仪(刻度精度为0.1mm)
2.数字数显式柔软度测试仪(可选配计算机控制软件将测试资料传输到计算机)(数显精度0.01mm/0.0005”)
数显式ST300D皮革柔软度计有一个USB接口连接电脑处理和存储数据,既可被精确地校准也能重新设置为原来的出厂设置。为此,MSA公司提供了一款独特的软件,让用户能直接将ST300D连接到电脑上,并将仪器读数如电子表格、数据库、word、记事本等数据导入应用程序中。输入的数据可以被进一步处理和分析,如有要求,用户需在自己仪器上设置相应条件。(如:图表能实时准确更新,可以使用MS Excel进行计算)。MSA 的数据软件STG300在Windows系统上方便设置。ST300D和计算机是实时连接形成完美的数据输入。这个软件有一个简单的用户图形界面(GUI),方便配置和操作的后台应用。它会自动接收来自仪器的数据并转发到所选择的应用程序中。
此外,ZUI新的ST-300设计并安装了无线装置,它可以更自由的移动了,可以在各个角落为你提供测试数据,带有USB接口,可连接多达120个表,ZUI远可支持200m无线传输。PC发送地址编号到每个相对应表的无线模块。测量值传输只需在表模块或表本身的数据键按启动即可。电脑和无线模块间的特殊数据编码保障了数据的一概安全
测试方法
1. 按IUP/2规定的皮革样品平躺放置在缩环上面,孔径上的面积皮革没有割破和明显疤痕,而且有足够大的面积可被很好夹紧。
2. 升上顶针,合上仪器夹紧皮革。
3. 松开顶针,仪表读数稳定时记下数值。打开仪器,取走皮革。
4. 重复步骤5-7测试IUP/2规定的其他位置的测试点。
5. 重复5-8步骤,或如有需要则测试其他部位皮革
ST-300皮革柔软度测试仪(MSA Leather Softness tester)测试执行标准: IUP/36 - ENISO 17235:2002
ST-300皮革柔软度测试仪(MSA Leather Softness tester)标准附件:
归零片、标准皮、压环2个