皮革表帶防水性能測(cè)試方法設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究

郭 劼，孔 晶

(1 珠海羅西尼表業(yè)有限公司，廣東珠海 519000；2 珠海中科先進(jìn)技術(shù)研究院有限公司，廣東珠海 519000)

皮革因其具有天然的動(dòng)物屬性以及其柔軟的特性［1-2］，在手表行業(yè)應(yīng)用廣泛，尤其是皮革在表帶中的使用受到手表設(shè)計(jì)師的青睞。然而，從制備工藝以及制作成本角度考量，皮革表帶往往不是純動(dòng)物皮，大多分為三層，包括表面顏色層、中間填料層和底皮真皮層，這三層通常采用縫紉和膠黏組合的方式固定［3-5］。皮革表帶在佩戴或存放過程中，由于與人體、空氣或水接觸，皮帶的吸水性能會(huì)影響其壽命，目前對(duì)于皮革表帶的防水測(cè)試方法的設(shè)計(jì)罕見文獻(xiàn)報(bào)道，本文結(jié)合現(xiàn)有的皮革表帶標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)皮革表帶的防水試驗(yàn)方法進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)己使用的表帶進(jìn)行防水性能測(cè)試與分析。

1 測(cè)試方法設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)原理

參考QB/T 2540-2013《皮革表帶》中耐腐蝕性能的試驗(yàn)方法：將表帶里料面朝下水平放在浸透人工汗的棉織物上。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)將人工汗替換為去離子水。皮帶試驗(yàn)前后的質(zhì)量增量是從皮帶底皮（包含通過縫線）吸收的水分質(zhì)量，用試驗(yàn)前后質(zhì)量變化百分比（吸水率）來表征皮帶底皮的防水性能。質(zhì)量變化百分比越大，防水性能越差，反之越好。

1.2 測(cè)試方法步驟

1.2.1 原始重量稱量

（1）方法

選取表帶中的短帶，先稱量試驗(yàn)前的質(zhì)量，記為m1。

（2）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

采用分辨率為0.0001g 的微量分析天平進(jìn)行稱量，以保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

1.2.2 防水測(cè)試方法設(shè)計(jì)

（1）方法

首先，將毛氈完全放入常溫下的去離子水中浸泡至少2h 來制備濕毛氈。

其次，將短底皮面朝下水平放在浸透去離子水的濕毛氈上，并在上面壓一個(gè)重200g 砝碼以確保皮帶底皮與濕毛氈充分接觸，如圖1 所示，分別讓表帶在濕毛氈上吸水5/10/15/20/25/30 min。

圖1 吸水試驗(yàn)測(cè)試過程Fig. 1 Water absorption test process

再次，每次吸水試驗(yàn)后取出用干紙巾輕輕擦干粘附在皮帶底皮上的水滴，在1min 內(nèi)稱量其質(zhì)量，記為m2。

（2）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于表帶長(zhǎng)邊較長(zhǎng)，較難保證其所有底皮與濕潤毛氈的充分接觸。而且長(zhǎng)邊有扣孔，在與毛氈的接觸過程中較難控制夾層與毛氈的接觸對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，因此選取表帶短邊進(jìn)行試驗(yàn)。

在進(jìn)行5/10/15/20/25/30 min 持續(xù)吸水試驗(yàn)時(shí)，每一次吸水試驗(yàn)結(jié)束后均需將濕毛氈再次放入常溫下的去離子水中重新浸濕，方可進(jìn)行下一次吸水試驗(yàn)。

1.2.3 計(jì)算公式

按照公式（1）計(jì)算試驗(yàn)前后質(zhì)量變化百分比（吸水率）。

2 結(jié)果與分析

2.1 皮革表帶表面形貌與截面形貌

本文對(duì)兩種不同制作工藝的手表皮帶進(jìn)行了防水測(cè)試方法應(yīng)用及分析，1# 工藝通過上等牛皮真皮與填充料進(jìn)行高壓壓制而成，2# 工藝采用普通牛皮真皮、中間填充料與膠水層壓制而成，如圖2 所示，1# 表帶表面較光滑，且孔隙較小，2# 表帶表面存在明顯孔洞；結(jié)合圖3的100 倍放大后的橫截面積的顯微圖片，可以看出，1#與2# 皮革表帶均為底層皮與填充料的組合，1# 表帶底層皮料較緊實(shí)，2# 表帶底層皮料相對(duì)疏松，與圖2 的表面形貌一致。

圖2 兩種不同處理工藝的皮革表帶表面Fig. 2 Two leather watchband surface with different processing

圖3 兩種不同處理工藝的皮革表帶截面顯微對(duì)比圖Fig. 3 Microscopic contrast of section of leather watchband with two different processes

2.2 防水性能測(cè)試與分析

對(duì)1#與2#皮革表帶各10 條采用本文設(shè)計(jì)方法進(jìn)行防水性能測(cè)試，1# 與2# 皮革表帶分別進(jìn)行5/10/15/20/25/30 min 濕毛氈防水性能試驗(yàn)，結(jié)果如圖4 和圖5 所示?？梢钥闯?，在整個(gè)防水試驗(yàn)測(cè)試過程中，前15min 1# 和2# 皮革表帶吸水后質(zhì)量增量近似是線性增長(zhǎng)的，15min以后吸水率增長(zhǎng)放緩，逐漸趨向于飽和。因此，考慮將15min 作為皮革表帶的吸水試驗(yàn)時(shí)間，這樣可以避免由于皮帶自身吸水逐漸飽和后夾層進(jìn)一步吸水對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。

圖4 1#皮革表帶不同時(shí)間吸水率Fig. 4 Water absorption rate of 1# leather watchband bottom skin

圖5 2#皮革表帶不同時(shí)間吸水率Fig. 5 Water absorption rate of 2# leather watchband bottom skin

基于以上15 min 的防水試驗(yàn)依據(jù)，進(jìn)一步抽取1#和2# 工藝的皮革表帶短帶各20 條進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)合圖4和圖5，1# 和2# 工藝的皮革表帶各30 條的試驗(yàn)結(jié)果如圖6 和圖7 所示?？梢钥闯觯?jīng)過15min 吸水試驗(yàn)后，1# 工藝的皮革表帶的吸水率不超過40%，且大部分集中在30% 以下；2# 工藝的皮革表帶的吸水率不超過60%，大部分集中在40% 以下。這與皮革內(nèi)部的孔隙率是一致的，孔隙率越高，皮革表帶的防水性越差。

圖6 1#工藝30 條皮帶經(jīng)過15min 吸水試驗(yàn)后吸水率分布Fig. 6 Water absorption distribution of 30 belts for 1# process after 15min water absorption test

圖7 2#工藝30 條皮帶經(jīng)過15min 吸水試驗(yàn)后吸水率分布Fig. 7 Water absorption distribution of 30 belts for 2# process after15min water absorption test

3 結(jié)論

（1）結(jié)合QB/T 2540-2013《皮革表帶》的耐腐蝕性能的方法，進(jìn)行了手表皮革表帶的防水性能測(cè)試方法的設(shè)計(jì)，并將該方法進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用，針對(duì)內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)疏松的皮革表帶與緊實(shí)的皮革表帶進(jìn)行防水性能測(cè)試分析，結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)疏松和緊實(shí)的皮革表帶底皮在經(jīng)過15min 防水測(cè)試試驗(yàn)后均呈現(xiàn)出吸水率趨向飽和的特性。

（2）吸水率上限測(cè)試結(jié)果表明，1# 工藝的緊實(shí)皮革表帶防水底皮吸水率上限為40%，2# 工藝的疏松皮革表帶吸水率上限為60%。壓制工藝能夠明顯降低吸水率上限，進(jìn)而提高皮帶的耐用性。