皮革表帶防水性能測試方法設計及其應用研究

郭 劼，孔 晶

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

皮革因其具有天然的動物屬性以及其柔軟的特性［1-2］，在手表行業應用廣泛，尤其是皮革在表帶中的使用受到手表設計師的青睞。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，皮帶的吸水性能會影響其壽命，目前對于皮革表帶的防水測試方法的設計罕見文獻報道，本文結合現有的皮革表帶標準，對皮革表帶的防水試驗方法進行合理設計，并根據現己使用的表帶進行防水性能測試與分析。

1 測試方法設計

1.1 設計原理

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

1.2 測試方法步驟

1.2.1 原始重量稱量

（1）方法

選取表帶中的短帶，先稱量試驗前的質量，記為m1。

（2）設計要點

采用分辨率為0.0001g 的微量分析天平進行稱量，以保證數據的精準性。

1.2.2 防水測試方法設計

（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 吸水試驗測試過程Fig. 1 Water absorption test process

再次，每次吸水試驗后取出用干紙巾輕輕擦干粘附在皮帶底皮上的水滴，在1min 內稱量其質量，記為m2。

（2）設計要點

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

在進行5/10/15/20/25/30 min 持續吸水試驗時，每一次吸水試驗結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，方可進行下一次吸水試驗。

1.2.3 計算公式

按照公式（1）計算試驗前后質量變化百分比（吸水率）。

2 結果與分析

2.1 皮革表帶表面形貌與截面形貌

本文對兩種不同制作工藝的手表皮帶進行了防水測試方法應用及分析，1# 工藝通過上等牛皮真皮與填充料進行高壓壓制而成，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，2# 表帶底層皮料相對疏松，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比圖Fig. 3 Microscopic contrast of section of leather watchband with two different processes

2.2 防水性能測試與分析

對1#與2#皮革表帶各10 條采用本文設計方法進行防水性能測試，1# 與2# 皮革表帶分別進行5/10/15/20/25/30 min 濕毛氈防水性能試驗，結果如圖4 和圖5 所示。可以看出，在整個防水試驗測試過程中，前15min 1# 和2# 皮革表帶吸水后質量增量近似是線性增長的，15min以后吸水率增長放緩，逐漸趨向于飽和。因此，考慮將15min 作為皮革表帶的吸水試驗時間，這樣可以避免由于皮帶自身吸水逐漸飽和后夾層進一步吸水對試驗結果產生的影響。

圖4 1#皮革表帶不同時間吸水率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 的防水試驗依據，進一步抽取1#和2# 工藝的皮革表帶短帶各20 條進行試驗，結合圖4和圖5，1# 和2# 工藝的皮革表帶各30 條的試驗結果如圖6 和圖7 所示。可以看出，經過15min 吸水試驗后，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 條皮帶經過15min 吸水試驗后吸水率分布Fig. 6 Water absorption distribution of 30 belts for 1# process after 15min water absorption test

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

3 結論

（1）結合QB/T 2540-2013《皮革表帶》的耐腐蝕性能的方法，進行了手表皮革表帶的防水性能測試方法的設計，并將該方法進行實際的應用，針對內部顯微結構疏松的皮革表帶與緊實的皮革表帶進行防水性能測試分析，結果表明，結構疏松和緊實的皮革表帶底皮在經過15min 防水測試試驗后均呈現出吸水率趨向飽和的特性。

（2）吸水率上限測試結果表明，1# 工藝的緊實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，進而提高皮帶的耐用性。