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汽车座椅 P U 涂层织物马丁代尔法耐磨性测试方法

汽车座椅用涂层织物耐磨性的 MIE 测试法具有耗时和摩擦路线单一的缺点,拟用马丁代尔(MARTINDALE)测试法予以替代。对两种测试方法进行了比较,结果表明,后者不仅可以提高测试的效率,而且测试结果 的准确性也有不同程度的提高。采用 MARTINDALE 测试法,试验次数达 400 次时,试样表面光泽度变化明 显,可以据此快速评价 PU 合成革的耐磨性;试验次数达 1 600 次后,试样表面光泽度变化基本稳定,可以将 该试验次数设置为耐磨性指标的标准测试次数。另外,摩擦介质的选择将影响PU 合成革耐磨性的测试结果。

一、前言

涂层织物(以下称合成革)是现代汽车座椅设计中经常采用的三大柔性材料之一,具有近似天然真皮的外 观。由于天然真皮资源有限、价格高、加工过程的环保要求高,因此各大汽车生产商纷纷研发汽车内饰用 合成革,其中的 PU 涂层织物是目前蕞常见的汽车内饰用合成革材料。

耐磨性是评价汽车座椅用 PU 合成革性能的主要指标之一,现行的测试座椅用合成革耐磨性的方法为

MIE 耐磨性测试法,多被法国汽车企业采用,摩擦方式为往返式双向摩擦,测试时间可分为 812  16 h

由于这种测试方法具有耗时久、摩擦路线单一等缺陷,摩擦效果不理想,因此应寻找一种更有效的耐磨性

测试替代方法,以期达到更好的测试效果。由于 MIE 耐磨性测试和 MARTINDALE(以下简称 MAR)耐磨性测试

蕞初都用于织物起毛/起球性的测试,两者均采用标准羊毛织物作为摩擦介质,而 MAR 耐磨性测试法在织物

起毛/起球的试验中具有非常好的测试效果。例如,MAR 测试仪可同时测试多件试样,有利于提高测试效率;

另外,试样与摩擦介质之间为低压持续换向摩擦,摩擦相对轨迹为 Lissajous 轨迹,使得试样各处受摩擦的

几率相同,摩擦方向均匀。基于 MAR 耐磨性测试法的优势,本文将探索用 MAR 测试法替代 MIE 测试法测

试汽车座椅用合成革耐磨性的可行性。

二、试验及结果

评价汽车座椅用合成革耐磨性的参数为由表面磨损而引起的合成革表面光泽度的变化。崭新的合成革

表面具有一定纹路,并不光滑,经过一段时间的摩擦后,纹路会渐渐消失,材料表面日趋光滑。采用光泽

度计(Gloss Meter 60°)测量 PU 合成革的表面光泽度,通过比较合成革表面磨损前/后的光泽度变化来反映 PU

革表面的磨损程度。

为了准确评价 MIE 测试法和 MAR 测试法对汽车座椅用合成革耐磨性的测试效果,试验所用试样均取自 欧洲某知名汽车厂家常用的 7 种座椅合成革,其样式、质地和性能各不相同,以保证试验结果具有代表性。

每种试样均采用 MIE 和 MAR 两种不同的测试方法进行耐磨性测试。

MIE 耐磨性测试根据标准 Renault PSA D44 1073(汽车内饰用材料磨损测试)进行,测试时间为

8 h;MAR 耐磨性测试根据标准 Renault PSA D44 1846(纺织品起毛、起球测试)进行,测试仪器型号为

MARTINDALE 103(4 头型)。根据对 PU 合成革耐磨性的试验先例,选择重锤质量为 1 400 g,摩擦次数为 3 200

(约 60 min),并在 1 600 次(约 30 min)时记录 PU 合成革表面的光泽度值。测试条件符合试验标准规定,即

温度为 23±2 ℃,湿度为 50%±5%。表 1 列出了两种测试方法所使用的标准摩擦介质的规格。

观察整个耐磨试验过程,测试中未出现合成革被撕破、变形和表面温度剧烈升高等异常现象。图 1 为

耐磨试验的测试结果,图中 MAR1600 表示摩擦次数为 1 600 次、MAR3200 表示摩擦次数为 3 200 次。另外, 应厂商要求,试样信息不予公布,图中用阿拉伯数字表示 7 种试样编号。

,经过耐磨试验后,所有试样的光泽度变化均大于零,表明试样经摩擦后表面光泽度有了不同程度的 提高。而且,MAR 法的试验效果明显优于 MIE 法,即在提高试验效率的前提下,试验前/后试样光泽度的差

异明显(No.1No.3No.4No.7)或与 MIE 法相当(No.2No.5No.6)。这表明,采用 MAR 测试法测试 PU

合成革的耐磨性,不仅可以提高效率,而且测试结果准确。

进一步观察可以看出,PU 合成革表面光泽度在前 1 600 次内明显提高,继续试验则表面光泽不再有大 的改变,表明试样表面磨损效果趋于稳定。图 2 为典型试样(No.4)的 0~1 600 次 MAR 耐磨性测试结果。结果 表明,可以将 PU 合成革耐磨性的标准摩擦次数定为 1 600 次。这样,既省时,又能保证测试结果的可靠性。

进一步观察图 2 可以看到,试样的光泽度在约 400 次之前上升较快,而后上升趋势减缓。因此,可以

尝试将400 次作为快速观察材料磨损情况的有效观察点。为了论证这一结论的可行性,对7 件试样进行0~400

次的 MAR 摩擦测试,并每隔 50 次记录材料表面的光泽度值(为更详细观察试验初始时期材料表面光泽度变

化情况,在 0~100 次期间每 25 次取值一次)

试样表面光泽度在 300 次以前增加很快,在 300 次和 400 次之间初次达到了相对稳定状态(No.5 和 No.7

除外),这说明将 400 次作为快速观察材料磨损情况的一个观察点的设想是可行的。总之,在 0~400 次摩擦 之间,试样的表面光泽度迅速上升,表面产生迅速磨损,而在 400 次之后,试样表面光泽度缓慢增加,磨

损速度减缓。

在 No.5 和 No.7 的耐磨试验过程中发现摩擦介质表面变得异常粗糙,出现严重的起毛/起球现象,使测

试结果不具有代表性。为了解决这一问题,将摩擦介质更换为 MIE 测试中使用的标准摩擦介质(规格见表 1)

对 No.5 和 No.7 重新进行 MAR 试验(0~400 次)。从图 4 看出,更换后的摩擦介质表面不再发生起毛/起球现

象,且试验过程稳定。更换摩擦介质前/后 No.5 和 No.7 的耐磨性测试,结果见图 5(试验数据记录方式同图

3)

三、结论

上述试验结果表明,用 MAR 法测试 PU 合成革的耐磨性是可行的,且测试效果优于现行的 MIE 测试法。 作为一种快速评价 PU 合成革耐磨性的方法,可以将 MAR 方法的摩擦次数设置为 400 次;如果需要得到较为

准确的数据,则可将摩擦次数设置为 1 600 次。另外,摩擦介质将影响 PU 合成革耐磨性的测试结果,关于

MAR 测试法的摩擦介质选择还需要进行进一步的研究。