几种常用皮革的耐磨性能研究Word下载.docx
《几种常用皮革的耐磨性能研究Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《几种常用皮革的耐磨性能研究Word下载.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1.1.2世界皮革产业的发展趋势
欧洲地区拥有先进的皮革生产技术和机械设备,是优质皮革与其制品的生产者和领导世界潮流的时尚款式的设计者,但是由于其日益严格的环保法规和劳动支出高昂等不利因素严重制约了它的快速发展。
为了使欧洲皮革工业保持不败之地,在国际市场上占居绝对权威地位,只能靠其优质产品和精美时尚的产品款式的优势来竞争才能取胜。
亚洲皮革工业从80年代初到90年代发展十分迅速,它除了拥有便宜的劳动力外,更主要的是它资源丰富,拥有巨大的市场潜在力,加之优厚的投资环境,是最佳的投资区。
对世界1000家跨国公司所作的调查得知.有三分之二的跨国公司准备在今后5年内扩大对亚洲,拉美和南部非洲的投资。
大部份跨国公司认为,亚洲是世界未来的投资中心,因为世界十大新兴市场中,亚洲
就占居七个。
69%的美国跨国公司,77%的日本跨国公司和69%的欧洲跨国公司把亚洲作为今后投资的第一目标.其中51%的公司把中国作为今后数年增加投资的第一重点。
中国对跨国公司的吸引力主要是其巨大的市场潜在力,而不仅仅是廉价的劳动力。
总之,亚洲是世界皮革工业生产中心已成定局。
［2］
1.2国内皮革行业现状与发展趋势
1.2.1国内皮革行业现状
我国是世界公认的皮具生产大国。
我国皮革行业有以下几个特点：
1、不同经济成分共存。
从我国皮具生产企业的性质来看，包括了三资企业，民营、股份制企业、集体企业和国有企业四类，其中，三资企业占49%，其次是民营、股份制企业，占40%，集体企业占10%，而国有企业仅占1%。
2、皮革是我国皮革行业出口的主力商品。
皮革行业是一个走向世界的具有国际竞争优势的行业。
我国的皮革产品出口到全球200多个国家和地区，出口量占总销售量的70%。
2003年我国皮具产品出口额达71.7亿美元，2004年达81.2亿美元。
3、我国皮革产业形成了一批具有行业特色的生产基地和专业市场。
近年来，我国皮革产业形成了花都狮岭镇、河北白沟镇、深圳皮具产业集群、上海虹口区箱包中心等重要生产基地和专业市场，形成了特有的区域品牌，为我国皮具行业提升国际竞争力创造了良好的条件。
在我国皮具产业迅速发展的同时，还存在不同程度的问题，最突出的表现在产品档次低、高附加值产品比重小、款式比较单一、缺乏国际品牌等方面。
1.2.2国内皮革行业的发展趋势：
目前，皮革行业的发展越来越趋向于以下几个方面：
1、向生态皮革方向发展。
生态皮革的概念包含了以下四个方面：
首先、生态皮革在生产制造过程中不给环境带来污染；
第二、将其加工成革制品的过程中无害；
第三、使用过程中对人体无害，对环境不产生污染；
第四、可以被生物降解，且降解产物不会对环境产生新的污染。
在生产过程中，皮革产业将更加注重清洁化生产技术的应用，这就要求要开发绿色化学品和无污染工艺，并注重工艺内的再用与循环。
2、特殊效应革和特种皮革不断被应用。
目前，市场上已有的特殊效应革主要有有皱纹（龟裂）革、摔纹革、擦色效应革、消光革、珠光革、荧光效应革、珠光擦色效应革、仿旧效应革、水晶革（仿打光）、磨砂效应革、蜥蜴革、变色革、绒面革等等。
纺织工业与其他行业中的技术如抓花、扎花、蜡染、扎染、镂空、电子雕花等移植到皮革行业中生产特殊效应革也已成为了一种趋势。
当然特殊效应革不仅仅局限于外观的表面效应，更为重要的是开发功能性皮革，如防水革、防油革、防污革、阻燃革、水洗革、芳香性皮革等。
［3］
目前市场上主要的特种皮革主要有鱼皮革、蛇皮革和鸵鸟皮革，这些需要顶尖和高档的原料。
3、高新技术越来越多应用到皮革行业领域。
高新技术运用到制革工艺中，超声波技术、电子技术、微波和高压技术都应用到了皮革领域，未来的纳米技术也会运用到皮革，对皮革的设计和制造影响也是很大的。
例如声波技术可以使皮革更加的均匀一致，而且可以使酶具有可转移性，也可以使皮革的废物有所降低。
超波技术会更加容易的渗透到皮革中，四川大学在这方面也进行了研究，并且取得了初步的成功。
纳米技术在皮革的应用，也会逐渐的展开，这方面四川大学和陕西大学已经进行了探讨，并且取得了初步的成效，例如开发了纳米鞣剂，可以解决材料污染的问题。
纳米涂剂可以抗菌污染等特性。
1.3皮革产业存在的问题
中国皮革产业当前在发展中主要面临着三个方面的问题。
（1）制革生产集中度较低生产布局比较分散
我国制革行业存在制革生产集中度较低、制革生产布局比较分散，企业规模小、数量多，淘汰落后生产能力的任务仍然较重等问题。
据统计，截止2008年，全国制革行业规模以上企业仅788家，从业人员15万人。
规模以上企业轻革产量前5名依次是浙江、河北、广东、山东、福建等，此座次一直延续至今。
随着产业转移与结构调整等政策引导，中西部一些地区制革工业发展较快，2010年我国规模以上轻革产量增速在20%以上除山东外，其余均均在中西部。
广西省轻革产量占全国规模以上轻革总产量3.8%，同比增长20.6%；
四川省占3.6%，同比增长33.4%；
甘肃省占0.3%，同比增长28.7%；
湖北省占0.2%，同比增长34.2%；
重庆占0.03%，同比增长75.7%。
［4］当然以上仅就轻革产量与增速而言，具体到各省，制革工业内部结构不尽相同，差异较大。
如河北羊皮革居多、浙江以沙发革、家具革、汽车内饰革为主，福建以二层革见长，四川、广西、重庆则以猪皮为主要原料。
而甘肃的牛皮鞋面革则异军突起。
目前，我国原料皮资源、皮革产品产量和出口均名列世界前茅，已成为世界公认的皮革生产大国。
我国皮革行业与欧美等发达国家相比仍有较强的比较优势；
与发展中国家相比，在产业链、劳动力素质、社会稳定、资金充足等方面有着明显的竞争优势，本世纪头二十年仍然是我国皮革行业发展的战略机遇期。
（2）结构性矛盾突出
不仅如此，我国皮革行业结构性矛盾突出问题也很很严重，表现在产品结构：
中低档产品过剩，高档产品少；
企业结构：
“小而全”“大而全”十分普遍；
区域结构：
产业过分集中在东南沿海，中西部地区特别是西部地区企业少，地区和市场与资源优势都得不到充分发挥。
（3）皮革产品质量低
表现在成革无论是从内在质量还是外观质量，与国际水平产品比，都有一定差距。
皮鞋产品质量总体上以中低档为主。
其中运动鞋高中低档都有，高档运动鞋以贴牌加工为主。
我国鞋类品牌多，但没有一个实际上的国际品牌。
在设计方面基本上是抄袭，处在模仿市场上流行样式的阶段，是以低成本、低价位、低效率、低利润的方式运作。
我国出口皮鞋平均价格多年在5-10美元徘徊，皮衣出口平均单价也只有30-40美元。
［5］皮化、皮机产品国外对我国冲击很大，国产产品基本上都是仿制的；
皮革服装、裘皮服装与箱包产品，从面料到做工与国外先进水平比差距也很大。
至今还没有一个真正的国际知名品牌。
由于产品质量不高，所以在市场上竞争能力不强。
我国只能是皮革生产大国，而不是强国。
2皮革耐磨性和断裂强力
2.1皮革耐磨性定义和耐磨性的主要影响因素
2.1.1皮革耐磨性定义
皮革耐磨性指皮革具有的抵抗磨损的特性。
皮革的磨损是造成皮革损坏的重要原因。
虽然皮革的磨损牢度目前尚未作为国家标准行考核，但皮革的耐磨性实验仍是不可缺少。
它对平定皮革的服用牢度有很重要的意义。
2.1.2皮革耐磨性的主要影响因素
影响皮革耐磨性的因素很多，下面就纤维的机械性能、纤维的形态尺寸、试验条件与皮革工艺方面进行讨论。
（1）纤维的机械性能与形态尺寸的影响。
①纤维机械性能的影响纤维的拉伸、弯曲与剪切性能对皮革耐磨性的相对重要性，根据组织结构与使用条件的差异而不同。
由于纤维的形态与柔软特性，在通常情况下，纤维主要承受拉伸应力，所以纤维的拉伸性能在机械性能中显得特别重要，在磨损的过程中，纤维受到反复应力的作用，但这种应力远比断裂应力小，所以纤维在反复拉伸中的变形能力大的，具有比较好的耐磨性。
［7］纤维在重复拉伸中的变形能力决定于纤维的强度、伸长率与弹性能力。
强度大，伸长率大的纤维，拉伸曲线下的面积大，因此能储存较多的拉伸能。
②纤维形态尺寸的影响
纤维的形态尺寸，如纤维长度、细度和横截面形态等，对皮革的耐磨性也是有影响的。
因为纤维的形态尺寸与纤维在纤维间的附着力强弱有关，也和磨损时纤维中所产生的应力大小有关。
在同样制革条件下，较长的纤维比较短的纤维在纤维间产生相对移动较为困难，因此就难于从中抽出，这对皮革的耐磨性是有利的。
这也是中长纤维皮革有较好耐
磨性能的原因之一。
（2）单位面积质量的影响
皮革单位面积的质量对耐平磨的影响是非常显著的，耐磨性随着皮革单位面积质量成线性增长。
各类皮革的单位面积质量对耐磨性的影响是不同的。
（3）皮革工艺对皮革耐磨性的影响
由于猪皮革，马皮革等纤维的弹性差，因此这类纤维制成的生活用织物，最好进行化学工艺的处理，将纤维适当增强表面张力并互相粘结以改善皮革的弹性等服用性能。
但处理后，纤维的伸长率与强度降低，仪器试验的皮革耐磨性明显下降。
但有试验指出，在实验室磨损试验较为剧烈的条件下，如果选用较大的压力，则经化学工艺处理后皮革的耐磨性不与处理前，如果所用的压力逐渐减小，则处理前后皮革的耐磨性差异渐趋缩小，在压力降低到某一值时，则处理后皮革的耐磨性反比处理前高。
［8］虽然纤维的强度、伸长率与弹性等拉伸机械性能都影响着皮革的耐磨性，但影响的程度在不同的磨损试验条件下并不一致。
当试验条件较为剧烈时，纤维的强度和伸长率等因素对皮革耐磨性的影响较为突出，相反，在试验条件较为缓
和时，纤维的弹性、拉伸恢复功等因素对皮革耐磨性的影响较为突出。
因此，当压力降低到某一值时，处理后皮革的耐磨性有可能反比处理前高。
（4）试验条件的影响
试验条件是影响皮革耐磨试验数据的重要条件
①磨料的影响：
不同的磨料之间无可比性，磨料的种类很多，有各种金属材料、金刚砂材料、皮革、橡皮、毛刷与各种织物。
常用的磨料是金属材料，金刚砂材料以与标准织物，不同的磨料引起不同的磨损特征。
摩擦系数仪测试金属材料表面的爽滑性，特别是标准织物的作用比金刚砂材料缓和，纤维多为疲劳或表皮损伤而断裂。
金刚砂材料作用比较剧烈，纤维多因切割断裂，而使皮革磨损。
②张力和压力的影响：
施加于试样上的张力或压力大时，皮革虽经较少摩擦次数，也会被磨损。
③温湿度的影响：
试验时的温湿度，也会影响织物的耐磨性，而且对不同的皮革影响程度不同。
对于吸湿性好的皮革影响大，对于吸湿性差的皮革几乎没有影响或影响较小。
［9］
实际穿着试验还证明，由于皮革受日晒、汗液等的作用，不同环境下使用相同规格的皮革，其耐磨性并不相同
2.2皮革断裂强力的定义和断裂强力的主要影响因素
2.2.1皮革断裂强力的定义
皮革的断裂强力是指皮革受外力直接拉伸至断裂时所需的力。
它是表示拉伸力绝对值的一个指标，法定单位是牛（N）。
在皮革断裂强力的测定中，断裂强力是指在规定条件下进行的拉伸试验过程中，试样被拉断的最大力。
［10］
通常用断裂强力指标来评定日照、洗涤、磨损以与各种整理对皮革内在质量的影响。
因此，对于机械性质具有各向异性、拉伸变形能力小的家用纺织品都要进行该性能的检测。
2.2.2皮革断裂强力的主要影响因素
可以认为皮革的断裂强度取决于两种不同性能：
第一种可以看作是整个纤维结构内的应变，可用抗张强度来表示；
第二种是结构内的各根纤维的强度，可以看成是皮革深一层次的抗断裂强度和线缝撕裂强度。
根据皮革种类和最终用途，以与承受应力的有关要求，这两种性能可通过特定的物理方法测定，从制革工艺师的角度来看，皮革的抗断裂性能受到制革工艺较大的影响．为生产适用的皮革产品而采取的各种工艺，会引起胶原纤维结构的变化，这反过来又对皮革抗断裂性能有影响。
（1）原料皮质量对抗断裂强度的影响
原材料的选择显然是决定皮革强度的项重要因素，对于生产那些必须满足高度耐断裂性能的皮革来说，袋鼠皮被看作具有理想的结构。
另一方血．比较扁瘪的几乎为两维结构的愿材料则表现很差，这可以从主要用作装饰革、通常需要补强的蛇皮上看到。
除了动物皮的类别之外，其他因素也必须予以考虑，例如年龄性别、性活动能力、饲养，气候条件和畜
产业整体水平。
皮革的抗断裂强度还强烈地受到局部损伤的影响，其中包括动物活着时遭受的创伤和留下的伤疤，以与在原皮开剥过程中造成的伤残。
原皮保存是影响抗断裂强度的另一个关键性因素。
原应保藏不当会使纤维结构造成不可逆转的损坏，结果对制革工作者来说，要生产具有充分抗张强度的皮革几乎是不可能的。
（2）化学工艺的影响
在制革生产中，还有许多因素可能影响皮革的耐断裂性能这特别涉与到湿加工工段的作业，因为湿操作对应事性能具有决定性影响。
所有那些影响胶原结构的工序，必须加以密切监测和控制，如果纤维结构在这些场合遭受损坏，在以后的加工过程中只能在有行限的程度上加以弥补：
在最坏的情况下，加工前期造成竹纤维和纤维结构的损坏，会降低皮革的抗断裂强度甚至使成革像纸一样容易撕裂。
在化学加工中，甚至些不经意的细节都会对皮革的机械性能造成损害。
［11］
3本课题的研究内容和研究意义
（1）本课题主要研究皮革的断裂强度和耐磨性的关系。
皮革的种类按其来源可分为猪皮革，以与牛皮革，羊皮革，马皮革，PU皮等。
首先，从最基本的入手，简单的对皮革行业的现状，存在问题以与各自的影响因素做了简单的介绍，重在理解它的自然性能和加工方法方面，因为这是对皮革强度和耐磨性起决定作用的因素。
（2）应用一些关于皮革强度和耐磨性性能测量方法。
主要方法是针对皮革在外力拉力作用下抵抗断裂的能力和物质在反复摩擦的过程中，抵抗磨损的特性，因为它是衡量皮革强度和耐磨性的最直接标准。
接着引入了本课题对强度和耐磨性的测试方法，分为条样法和平磨法两种。
（3）通过实验，并对实验数据做理论上的数学统计和分析，得出了一些关于皮革强度和耐磨性的关系，完成实验的全过程。
（4）对本课题做了一次总结，并提出关于测试方面的新的设想。
3.1课题的主要特点
本课题主要是采用传统原料、传统工艺开发具有高强度和高耐磨性的耐用型产品。
课题中所选用的主要原料有五种，即猪皮革，牛皮革，羊皮革，PU皮。
主要的加工工艺是浸水脱灰，削里，脱脂与水洗，软化，鞣制，整理和染色。
猪皮革、羊皮革、牛皮革与PU革目前在国内虽有大量使用但在加工方法和使用范围上都很不规范。
皮革制品的质量也令人担忧。
采用这些加工方式为皮革制品使用开发了一条新途径。
此外我们还对皮革的特性、多种皮革的复合特性进行了初步探讨。
3.2研究思路
本课题研究要达到的目是为了得出各类皮革在相同厚度条件下皮革断裂强力和耐磨性的关系情况。
以此为依据说明不同种类皮革度断裂强度和耐磨性的关系问题。
为皮革生产厂家生产价格稍微低廉而又不严重影响强度和耐磨性的皮革服装提供参考数据。
为了达到上述目的，我们在充分分析和研究了国内外皮革材料的发展状况之后，决定选用真皮作为试验的主体材料，某些合成皮革作为次要材料。
严格遵照国家标准进行试验。
4几种常用皮革的耐磨性能和断裂强力的测定实验
4.1皮革耐磨性和断裂强度试验
4.1.1皮革耐磨性能和断裂强力评价指标
判断皮革耐磨性指标有三种方法，即终点法、质量损失法与外观变化法。
终点法：
磨去l毫米皮革所需旋转的次数为耐磨性的厚度指数，记下摩擦旋转次数作为耐磨性指标。
质量损失法：
试样在测试前称得质量A，经过一定的摩擦次数后称得的质量B，则质量损失A-B，或者质量损失百分比（A-B）/A×
100％作为耐磨性指标。
外观变化法：
测试样经过一定的摩擦次数后，观察其外观变化，如颜色变化，磨损程度等外观变化的程度作为耐磨性指标。
［12］
判断皮革断裂强力指标是指皮革在规定条件下进行的拉伸试验过程中，试样被拉断的最大力。
它是表示拉伸力绝对值的一个指标，法定单位是牛（N）
4.1.2皮革耐磨性和断裂强力的测试方法
（1）耐磨性的测试方法
皮革耐磨性的测试方法主要有两大类，即实际穿着试验与实验室仪器试验。
实际穿着试验比较符合实际穿着效果，但要花费大量人力与物力，而且试验所需时间很长，组织工作也很复杂，在实际工作中比较难进行。
为了克服这些不足之处，所以在一定条件下，对织物进行实验室的仪器试验。
织物在实际使用中，所受的磨损情况是多种多样的，如与操作机台、田
间作物、战士武器、桌椅等相摩擦。
［13］不同用途的织物在使用过程中，磨损程度也有很大的差异。
例如，外衣、手套、袜类等所受的摩擦作用较为剧烈，内衣、汗衫等所受的摩擦作用较轻。
所以要得到正确的符合实际的耐磨试验结果，必须认真选择实验室试验条件，使与实际服用条件近似。
由于这种原因，耐磨仪的种类很多，测试方法也很多，在选用时须注意选择最适合的仪器与方法。
在模拟实际使用的过程中，根据测试样在磨损时的状态特征可以分为平磨、曲磨、翻动磨与摆动磨等。
①平磨法
就是对测试样以一定的运动形式作平面摩擦，模拟的是衣服袖部、臀部、袜底等处的磨损形态。
织物平磨仪的种类很多，目前测试行业用得最多的是马丁旦尔仪。
常用的标准有ASTMD4966、ISO12947。
试验时将一定尺寸的测试样在规定压力下与标准磨料互相接触，并使试样以利萨如轨迹相对于磨料运动，使测试样受到多方向的均匀磨损。
判断其耐磨性指标有三种方法，即终点法、质量损失法与外观变化法。
当机织物两根不同经纬的纱线断裂，针织物一根纱线断裂时，非织造布出现一个不小于0.5mm的洞，起绒织物的绒全部被磨掉，记下摩擦次数作为耐磨性指标。
试样在测试前称得质量A，经过一定的摩擦次数后称得的质量B，则质量损失A-B，或者质量损失百分比（A-B）/A×
测试样经过一定的摩擦次数后，观察其外观变化，如颜色变化，有无起毛起球现象，磨损程度等，外观变化的程度作为耐磨性指标。
②曲磨法
是使织物试样在弯曲状态下受到反复摩擦。
常用的标准有ASTMD3885和ASTMD3886。
ASTMD3885模拟衣服的袖口和领子口;
裤子的裤管口的磨损状态。
测试样绕过一把作为磨料的刀片，然后两端分别被夹持在上下平板的夹头内，刀片借重锤给予一定的张力。
随着下平板的往复运动，试样受到反复磨损和弯曲作用，直到试样断裂为止，记录下摩擦次数作为耐磨性指标。
也可以把测试样摩擦一定次数后，在强力机上测试其拉伸强度下降率。
ASTMD3886模拟衣裤的肘部与膝盖的磨损状态。
测试样放置于一胀气膜上，胀气膜受到的压强为4psi，使试样处于拱弧的状态，在1lb的压力下与0号砂纸进行摩擦，直到有纱线断裂，记录下摩擦次数作为耐磨性指标。
③翻动磨法
试验前，先将织物试样的四周用粘合剂粘合，防止边缘的纱线脱落，并称取试样质量。
然后将试样投入仪器的试验筒内，试验筒内壁衬有不同的磨料，如塑料层、橡胶层或金刚砂层等，根据需要来选择，试验筒内安装有叶片。
试验时，叶片进行高速回转，转速一般为2000转每分钟，试样在叶片的翻动下连续受到摩擦、撞击、弯曲、压缩与拉伸等作用。
经过规
定的时间后，一般为5分钟，取出试样，再称其质量，计算其质量损失率，损失率越小，表示织物越耐磨，反之则耐磨性差。
经翻动磨的织物磨损情况和经实际使用、洗涤后纱线与织物的结构变化特征较为相似。
常用的标准有AATCC93。
④摆动磨法
用10号棉布或钢丝网作为磨料，磨料装在仪器的半圆柱上，试样受到一定的张力和压力，与在做摆动运动的装在半圆柱上的磨料进行摩擦，直到纱线断裂为止，记录下摩擦次数作为耐磨性指标。
摆动磨比较适用于装饰面料，如窗帘布、沙发布等。
常用的标准有ASTMD4157。
（2）皮革断裂强力的测试方法
目前皮革的断裂强力测定方法主要有两种，即条样法和抓样法。
国内外测定皮革断裂强力的相关标准见表3-1。
条样法定义指试样的整个宽度全部被夹持的一种织物拉伸试验。
表1-1国内外纺织品断裂强力测定的相关标推
检测方法
国内标准
国外主要标准
条样法
GB／T3923.1-1997，
FZ／T60026--1999
ISO13934.1-1999，ISO13935.1--1999，ISO4606-1995
ASTMD5035—95,BS2576--86（95），DIN53857.1--1979，DINEN
ISO13934.1-1994，DINENISO13934.2-1994NFG07--001-
1973,ENISO13934.1-1999等
抓样法
GB／T3923.2-1998
ISO13934.2一1999,ISO13
升级会员 