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手表用真皮表带腐蚀机理的研究

2020-10-27刘海华宋鹏涛郭新刚黄宝渝

合成材料老化与应用 2020年5期
关键词:耐腐蚀性牛皮缝线

刘海华,宋鹏涛,郭新刚,黄宝渝,龚 翔,罗 晨

(珠海罗西尼表业有限公司,广东珠海519085)

手表(腕表)已经不仅仅为一种简单的时计工具,更是一种具有文化内涵和时尚品味的产品。皮革表带以其佩戴舒适且低调儒雅的气质逐渐成为进一步提升佩戴者品味形象的必需品。真皮表带(通常指牛皮做成的手表表带)手表亦受到消费者的青睐,为当今国内外手表市场主流手表产品。当前,钟表行业常用的皮革表带分为表层、中间层和底层;其中,表层主要为经着色处理过的头层牛皮,而中间层主要是纤维状填充物、具有很强的亲水性,底层主要有防水底皮和不防水底皮。皮革表带底层(皮)因长期与人体皮肤接触,在佩戴3个月~6个月后,不管是不防水底皮还是防水底皮都会发生腐蚀现象。真皮“怕水”,因此现今皮革行业对皮革防水性能的提升做了大量的研究工作,研制出大量的有效皮革防水制剂提高了皮革的防水性能[1-8],然而对真皮表带腐蚀机理的研究并无明确的结论。为此,本文对真皮表带腐蚀机理进行了研究分析。

1 真皮表带结构

如图1所示,真皮表带是手表专用的采用真皮(通常为牛皮)制备的带状饰品,一条真皮表带包含长边和短边,短边上配有箍环、两端有轴孔,长边上有带孔、一端有轴孔;皮革表带由面皮层(通常会染上各种颜色,最常见的颜色有黑色、棕色、白色和红色等)、中间层(填料,通常采用质量较差、易吸水的皮革边角料)和底皮层(按防水性能可分为防水底皮和不防水底皮)三层组成,并采用缝纫和/或胶粘的方式这三层组合在一起。

图1 真皮表带结构Fig.1 Composition of genuine leather watchband

2 真皮表带的人工汗腐蚀试验

试验步骤:将尺寸约10 cm×10 cm的棉织物放入玻璃器皿中,倒入适量的人工汗溶液(组成为:NaCl 20.00 g/L,NH4Cl 17.50 g/L,NH2CONH25.00 g/L,CH3COOH 2.50 g/L,CH3CH(OH)COOH 15.00 g/L,pH 4.7。),直至人工汗液完全浸透棉织物,再将真皮表带里料面(底层)朝下放在浸透人工汗的棉织物上,随后用塑料薄膜或保鲜膜密封玻璃器皿密封,放入(40±2)℃HK-D58型精密高温烘箱(东莞华凯公司)中恒温24 h后,取出试样,并观察试样底层的腐蚀情况。试验结果:当前不管是防水还是不防水真皮表带其耐腐蚀性能均符合QB/T 2540-2013《皮革表带》耐(人工汗)腐蚀性能标准要求(表带经过耐腐蚀性能试验后,皮面不应起泡、分层、卷曲),24 h耐腐蚀试验对应皮革表带佩戴1年腐蚀情况。

3 真皮表带的弯折疲劳试验

将长、短表带的两端分别固定在弯曲疲劳测试机(香港宏发)上,进行90°的弯曲试验2000次,试验后,折弯处和冲孔周围不应出现崩皮、断线、裂纹、开胶等现象。试验结果:当前不管是防水还是不防水真皮表带其弯曲疲劳性能均符合QB/T 2540-2013《皮革表带》标准要求(表带经过弯曲疲劳性能试验后,折弯处和冲孔周围不应崩皮、断线、裂纹、开胶等现象),但试验后会有明显的弯曲痕迹(如图2所示),弯折2000次对应皮革表带佩戴1年的弯折情况。

图2 不防水(a)和防水(b)真皮表带经弯曲疲劳试验后的形貌Fig.2 Morphology of genuine leather watchband after cornering fatigue test

4 真皮表带实际腐蚀形貌

真皮表带虽可以通过QB/T 2540-2013《皮革表带》耐人工汗腐蚀和弯折疲劳试验,但在实际佩戴过程中会出现腐蚀及裂纹。如图3(a)所示,真皮表带在佩戴3个月后底皮即开始发生腐蚀现象(底皮上出现裂纹、腐蚀黑点和黑斑),而面皮层无明显腐蚀(或变色、褪色)现象。底皮上的裂纹出现在底部(靠近表扣位置),腐蚀黑点和黑斑则主要是皮带边缘的车缝线周边。如图3(b)所示,边缘的车缝线周边已出现了明显的腐蚀和开裂。

图3 真皮表带实际佩戴3个月后的形貌照片Fig.3 Morphology of genuine leather watchband after worn 3 months

5 真皮表带腐蚀机理

防水和不防水真皮表带均可通过QB/T 2540-2013《皮革表带》耐腐蚀性能试验检测,检测合格的皮革表带按标准来说正常佩戴12个月不会发生腐蚀,然而在实际佩戴过程中,通常3~6个月防水和不防水真皮表带均会发生腐蚀 。这是因为QB/T 2540-2013《皮革表带》耐腐蚀性能检测试验是静态腐蚀,而真皮表带在佩戴过程中的腐蚀是动态腐蚀,且不管是防水真皮表带还是不防水真皮表带其底皮(与人体皮肤接触的牛皮)均有缺陷。如图4(a)所示,不防水真皮表带底皮上有很多孔洞,且车缝线针脚处的底皮已经破损开裂;如图4(b)所示,防水真皮表带底皮致密性好、表面无明显孔洞,但车缝线针脚处的底皮亦已经破损开裂;如图4(c)(不防水真皮表带)和(d)(防水真皮表带)所示,不防水和防水真皮表带其表扣带孔处的底皮完整性均已破坏。真皮表带在实际佩戴过程中,汗液、水汽或水会从不防水底皮的孔洞、车缝线针脚及表扣带孔处渗透进真皮表带中间填料层,而中间填料为易吸水的牛皮边角料,牛皮的主要化学成分为蛋白质,其吸水后极易发生腐蚀,使得真皮表带底皮从里到外腐蚀、发臭。如图2所示,真皮表带在经弯折疲劳试验后,会产生折痕,这表明,真皮表带在佩戴过程中会受到挤压和折曲,而真皮表带在佩戴过程中的这种挤压、折曲将加速汗液、水汽或水进入到真皮表带内部,从而加速真皮表带的腐蚀。赵可沦等[9]的研究结果表明,不防水和防水真皮表带在经过表面疏水处理后其实际佩戴耐腐蚀时间可明显提高。

图4 不防水[(a)、(c)]和防水[(b)、(d)]真皮表带车缝线和冲孔区域微观形貌照片Fig.4 Morphology of genuine leather watchband

6 结论

防水和不防水真皮表带均可通过QB/T 2540-2013《皮革表带》耐腐蚀性能试验检测,但在实际佩戴过程中均会发生不同程度的腐蚀。这是因为QB/T 2540-2013《皮革表带》耐腐蚀性能检测试验是静态腐蚀试验,而真皮表带在佩戴过程中的腐蚀是动态腐蚀,防水和不防水真皮表带因其制备工艺,使其底皮完整性均破损,汗液、水汽或水易从破损处进入到真皮表带中间填料层,从而发生腐蚀,佩戴过程中挤压、折曲,则进一步加速真皮表带腐蚀。

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