皮革表带防水性能测试方法设计及其应用研究

郭 劼 ，孔 晶

(1珠海罗西尼表业有限公司，广东珠海 519000；2珠海中科先进技术研究院有限公司，广东珠海 519000)

皮革因其具有天然的动物属性以及其柔软的特性［1-2］，在手表行业应用广泛，尤其是皮革在表带中的使用受到手表设计师的青睐。然而，从制备工艺以及制作成本角度考量，皮革表带往往不是纯动物皮，大多分为三层，包括表面颜色层、中间填料层和底皮真皮层，这三层通常采用缝纫和胶黏组合的方式固定［3-5］。皮革表带在佩戴或存放过程中，由于与人体、空气或水接触，皮带的吸水性能会影响其寿命，目前对于皮革表带的防水测试方法的设计罕见文献报道，本文结合现有的皮革表带标准，对皮革表带的防水试验方法进行合理设计，并根据现己使用的表带进行防水性能测试与分析。

1 测试方法设计

1.1 设计原理

参考QB/T 2540-2013《皮革表带》中耐腐蚀性能的试验方法：将表带里料面朝下水平放在浸透人工汗的棉织物上。本试验设计将人工汗替换为去离子水。皮带试验前后的质量增量是从皮带底皮（包含通过缝线）吸收的水分质量，用试验前后质量变化百分比（吸水率）来表征皮带底皮的防水性能。质量变化百分比越大，防水性能越差，反之越好。

1.2 测试方法步骤

1.2.1 原始重量称量

（1）方法

选取表带中的短带，先称量试验前的质量，记为m1。

（2）设计要点

采用分辨率为0.0001g的微量分析天平进行称量，以保证数据的精准性。

1.2.2 防水测试方法设计

（1）方法

首先，将毛毡完全放入常温下的去离子水中浸泡至少2h来制备湿毛毡。

其次，将短底皮面朝下水平放在浸透去离子水的湿毛毡上，并在上面压一个重200g砝码以确保皮带底皮与湿毛毡充分接触，如图1所示，分别让表带在湿毛毡上吸水 5/10/15/20/25/30 min。

图1 吸水试验测试过程Fig.1 Water absorption test process

再次，每次吸水试验后取出用干纸巾轻轻擦干粘附在皮带底皮上的水滴，在1min内称量其质量，记为m2。

（2）设计要点

由于表带长边较长，较难保证其所有底皮与湿润毛毡的充分接触。而且长边有扣孔，在与毛毡的接触过程中较难控制夹层与毛毡的接触对试验结果造成的影响，因此选取表带短边进行试验。

在进行5/10/15/20/25/30 min持续吸水试验时，每一次吸水试验结束后均需将湿毛毡再次放入常温下的去离子水中重新浸湿，方可进行下一次吸水试验。

1.2.3 计算公式

按照公式（1）计算试验前后质量变化百分比（吸水率）。

2 结果与分析

2.1 皮革表带表面形貌与截面形貌

本文对两种不同制作工艺的手表皮带进行了防水测试方法应用及分析，1#工艺通过上等牛皮真皮与填充料进行高压压制而成，2#工艺采用普通牛皮真皮、中间填充料与胶水层压制而成，如图2所示，1#表带表面较光滑，且孔隙较小，2#表带表面存在明显孔洞；结合图3的100倍放大后的横截面积的显微图片，可以看出，1#与2#皮革表带均为底层皮与填充料的组合，1#表带底层皮料较紧实，2#表带底层皮料相对疏松，与图2的表面形貌一致。

图2 两种不同处理工艺的皮革表带表面Fig.2 Two leather watchband surface with different processing

图3 两种不同处理工艺的皮革表带截面显微对比图Fig.3 Microscopic contrast of section of leather watchband with two different processes

2.2 防水性能测试与分析

对1#与2#皮革表带各10条采用本文设计方法进行防水性能测试，1#与2#皮革表带分别进行5/10/15/20/25/30 min湿毛毡防水性能试验，结果如图4和图5所示。可以看出，在整个防水试验测试过程中，前15min 1#和2#皮革表带吸水后质量增量近似是线性增长的，15min以后吸水率增长放缓，逐渐趋向于饱和。因此，考虑将15min作为皮革表带的吸水试验时间，这样可以避免由于皮带自身吸水逐渐饱和后夹层进一步吸水对试验结果产生的影响。

图4 1#皮革表带不同时间吸水率Fig.4 Water absorption rate of 1# leather watchband bottom skin

图5 2#皮革表带不同时间吸水率Fig.5 Water absorption rate of 2# leather watchband bottom skin

基于以上15 min的防水试验依据，进一步抽取1#和2#工艺的皮革表带短带各20条进行试验，结合图4和图5，1#和2#工艺的皮革表带各30条的试验结果如图6和图7所示。可以看出，经过15min吸水试验后，1#工艺的皮革表带的吸水率不超过40%，且大部分集中在30%以下；2#工艺的皮革表带的吸水率不超过60%，大部分集中在40%以下。这与皮革内部的孔隙率是一致的，孔隙率越高，皮革表带的防水性越差。

图6 1#工艺30条皮带经过15min吸水试验后吸水率分布Fig.6 Water absorption distribution of 30 belts for 1# process after 15min water absorption test

图7 2#工艺30条皮带经过15min吸水试验后吸水率分布Fig.7 Water absorption distribution of 30 belts for 2# process after 15min water absorption test

3 结论

（1）结合QB/T 2540-2013《皮革表带》的耐腐蚀性能的方法，进行了手表皮革表带的防水性能测试方法的设计，并将该方法进行实际的应用，针对内部显微结构疏松的皮革表带与紧实的皮革表带进行防水性能测试分析，结果表明，结构疏松和紧实的皮革表带底皮在经过15min防水测试试验后均呈现出吸水率趋向饱和的特性。

（2）吸水率上限测试结果表明，1#工艺的紧实皮革表带防水底皮吸水率上限为40%，2#工艺的疏松皮革表带吸水率上限为60%。压制工艺能够明显降低吸水率上限，进而提高皮带的耐用性。