Οι δομές και οι διαδικασίες παραγωγής φυσικού δέρματος, συνθετικού δέρματος από μικροΐνες πολυουρεθάνης (PU) και συνθετικού δέρματος από πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) συγκρίθηκαν και οι ιδιότητες των υλικών ελέγχθηκαν, συγκρίθηκαν και αναλύθηκαν. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι, από άποψη μηχανικής, η συνολική απόδοση του συνθετικού δέρματος από μικροΐνες PU είναι καλύτερη από αυτή του γνήσιου δέρματος και του συνθετικού δέρματος PVC. Όσον αφορά την απόδοση κάμψης, η απόδοση του συνθετικού δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC είναι παρόμοια και η απόδοση κάμψης είναι καλύτερη από αυτή του γνήσιου δέρματος μετά από γήρανση σε υγρή, ζεστή ατμόσφαιρα, υψηλή θερμοκρασία, εναλλαγή κλίματος και χαμηλή θερμοκρασία. Όσον αφορά την αντοχή στη φθορά, η αντοχή στη φθορά του συνθετικού δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC είναι καλύτερη από αυτή του γνήσιου δέρματος. Όσον αφορά άλλες ιδιότητες των υλικών, η διαπερατότητα υδρατμών του γνήσιου δέρματος, του συνθετικού δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC μειώνεται με τη σειρά της και η διαστατική σταθερότητα του συνθετικού δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC μετά από θερμική γήρανση είναι παρόμοια και καλύτερη από αυτή του γνήσιου δέρματος.
Ως σημαντικό μέρος του εσωτερικού του αυτοκινήτου, τα υφάσματα των καθισμάτων επηρεάζουν άμεσα την οδηγική εμπειρία του χρήστη. Το φυσικό δέρμα, το συνθετικό δέρμα από μικροΐνες πολυουρεθάνης (PU) (εφεξής αναφερόμενο ως δέρμα από μικροΐνες PU) και το συνθετικό δέρμα από πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) είναι όλα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά υφασμάτων καθισμάτων.
Το φυσικό δέρμα έχει μακρά ιστορία εφαρμογής στην ανθρώπινη ζωή. Λόγω των χημικών ιδιοτήτων και της τριπλής ελικοειδούς δομής του ίδιου του κολλαγόνου, έχει τα πλεονεκτήματα της απαλότητας, της αντοχής στη φθορά, της υψηλής αντοχής, της υψηλής απορρόφησης υγρασίας και της διαπερατότητας του νερού. Το φυσικό δέρμα χρησιμοποιείται κυρίως στα υφάσματα καθισμάτων μοντέλων μεσαίας έως υψηλής ποιότητας στην αυτοκινητοβιομηχανία (κυρίως δέρμα αγελάδας), τα οποία μπορούν να συνδυάσουν την πολυτέλεια και την άνεση.
Με την ανάπτυξη της ανθρώπινης κοινωνίας, η προσφορά φυσικού δέρματος είναι δύσκολο να ικανοποιηθεί η αυξανόμενη ζήτηση των ανθρώπων. Οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν χημικές πρώτες ύλες και μεθόδους για να κατασκευάσουν υποκατάστατα του φυσικού δέρματος, δηλαδή τεχνητού συνθετικού δέρματος. Η έλευση του συνθετικού δέρματος PVC μπορεί να εντοπιστεί στον 20ό αιώνα. Τη δεκαετία του 1930, ήταν η πρώτη γενιά προϊόντων τεχνητού δέρματος. Τα χαρακτηριστικά του υλικού του είναι η υψηλή αντοχή, η αντοχή στη φθορά, η αντοχή στο δίπλωμα, η αντοχή σε οξέα και αλκάλια κ.λπ., και είναι χαμηλού κόστους και εύκολο στην επεξεργασία. Το δέρμα από μικροΐνες PU αναπτύχθηκε με επιτυχία τη δεκαετία του 1970. Μετά την πρόοδο και τη βελτίωση των σύγχρονων τεχνολογικών εφαρμογών, ως νέος τύπος τεχνητού συνθετικού δέρματος, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ρούχα υψηλής ποιότητας, έπιπλα, μπάλες, εσωτερικούς χώρους αυτοκινήτων και άλλους τομείς. Τα χαρακτηριστικά του υλικού του δέρματος από μικροΐνες PU είναι ότι πραγματικά προσομοιώνει την εσωτερική δομή και την ποιότητα της υφής του φυσικού δέρματος και έχει καλύτερη ανθεκτικότητα από το γνήσιο δέρμα, περισσότερα πλεονεκτήματα κόστους υλικού και φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Πειραματικό μέρος
Συνθετικό δέρμα PVC
Η δομή του υλικού του συνθετικού δέρματος PVC χωρίζεται κυρίως σε: επιφανειακή επίστρωση, πυκνό στρώμα PVC, στρώμα αφρού PVC, συγκολλητικό στρώμα PVC και ύφασμα βάσης πολυεστέρα (βλ. Σχήμα 1). Στη μέθοδο του χαρτιού απελευθέρωσης (μέθοδος επικάλυψης μεταφοράς), το πολτό PVC ξύνεται πρώτα για πρώτη φορά για να σχηματίσει ένα πυκνό στρώμα PVC (επιφανειακό στρώμα) στο χαρτί απελευθέρωσης και εισέρχεται στον πρώτο φούρνο για πλαστικοποίηση και ψύξη σε μορφή γέλης. Δεύτερον, μετά το δεύτερο ξύσιμο, σχηματίζεται ένα στρώμα αφρού PVC με βάση το πυκνό στρώμα PVC και στη συνέχεια πλαστικοποιείται και ψύχεται στον δεύτερο φούρνο. Τρίτον, μετά το τρίτο ξύσιμο, σχηματίζεται ένα στρώμα κόλλας PVC (κάτω στρώμα) και συνδέεται με το ύφασμα βάσης και εισέρχεται στον τρίτο φούρνο για πλαστικοποίηση και αφρισμό. Τέλος, αποκολλάται από το χαρτί απελευθέρωσης μετά την ψύξη και τη διαμόρφωση (βλ. Σχήμα 2).
Φυσικό δέρμα και δέρμα από μικροΐνες PU
Η υλική δομή του φυσικού δέρματος περιλαμβάνει στρώμα κόκκων, δομή ινών και επιφανειακή επίστρωση (βλ. Σχήμα 3(α)). Η διαδικασία παραγωγής από ακατέργαστο δέρμα σε συνθετικό δέρμα γενικά χωρίζεται σε τρία στάδια: προετοιμασία, βυρσοδεψία και φινίρισμα (βλ. Σχήμα 4). Η αρχική πρόθεση του σχεδιασμού του δέρματος από μικροΐνες PU είναι η πραγματική προσομοίωση του φυσικού δέρματος όσον αφορά τη δομή του υλικού και την υφή της εμφάνισης. Η υλική δομή του δέρματος από μικροΐνες PU περιλαμβάνει κυρίως στρώμα PU, βασικό μέρος και επιφανειακή επίστρωση (βλ. Σχήμα 3(β)). Μεταξύ αυτών, το βασικό μέρος χρησιμοποιεί δέσμες μικροϊνών με παρόμοια δομή και απόδοση με τις δέσμες ινών κολλαγόνου στο φυσικό δέρμα. Μέσω ειδικής επεξεργασίας, συντίθεται ένα μη υφασμένο ύφασμα υψηλής πυκνότητας με τρισδιάστατη δομή δικτύου, σε συνδυασμό με υλικό πλήρωσης PU με ανοιχτή μικροπορώδη δομή (βλ. Σχήμα 5).
Προετοιμασία δείγματος
Τα δείγματα προέρχονται από τους κύριους προμηθευτές υφασμάτων για καθίσματα αυτοκινήτων στην εγχώρια αγορά. Δύο δείγματα από κάθε υλικό, γνήσιο δέρμα, δέρμα από μικροΐνες PU και συνθετικό δέρμα PVC, παρασκευάζονται από 6 διαφορετικούς προμηθευτές. Τα δείγματα ονομάζονται γνήσιο δέρμα 1# και 2#, δέρμα από μικροΐνες PU 1# και 2#, συνθετικό δέρμα PVC 1# και 2#. Το χρώμα των δειγμάτων είναι μαύρο.
Δοκιμή και χαρακτηρισμός
Σε συνδυασμό με τις απαιτήσεις των εφαρμογών οχημάτων για τα υλικά, τα παραπάνω δείγματα συγκρίνονται ως προς τις μηχανικές τους ιδιότητες, την αντοχή στην αναδίπλωση, την αντοχή στη φθορά και άλλες ιδιότητες των υλικών. Τα συγκεκριμένα στοιχεία και οι μέθοδοι δοκιμής παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.
Πίνακας 1 Ειδικά στοιχεία δοκιμής και μέθοδοι για τον έλεγχο της απόδοσης των υλικών
| Οχι. | Ταξινόμηση απόδοσης | Στοιχεία δοκιμής | Όνομα εξοπλισμού | Μέθοδος δοκιμής |
| 1 | Κύριες μηχανικές ιδιότητες | Αντοχή σε εφελκυσμό/επιμήκυνση κατά τη θραύση | Μηχανή δοκιμής εφελκυσμού Zwick | DIN EN ISO 13934-1 |
| Δύναμη ρήξης | Μηχανή δοκιμής εφελκυσμού Zwick | DIN EN ISO 3377-1 | ||
| Στατική επιμήκυνση/μόνιμη παραμόρφωση | Βάση ανάρτησης, βάρη | PV 3909 (50 N/30 λεπτά) | ||
| 2 | Αντίσταση αναδίπλωσης | Δοκιμή αναδίπλωσης | Δοκιμαστής κάμψης δέρματος | DIN EN ISO 5402-1 |
| 3 | Αντοχή στην τριβή | Αντοχή χρώματος στην τριβή | Δοκιμαστής τριβής δέρματος | DIN EN ISO 11640 |
| Τριβή πλάκας μπάλας | Δοκιμαστής τριβής Martindale | VDA 230-211 | ||
| 4 | Άλλες ιδιότητες υλικών | Διαπερατότητα νερού | Δοκιμαστής υγρασίας δέρματος | DIN EN ISO 14268 |
| Οριζόντια επιβράδυνση φλόγας | Οριζόντιος εξοπλισμός μέτρησης επιβραδυντικών φλόγας | ΤΛ. 1010 | ||
| Διαστατική σταθερότητα (ρυθμός συρρίκνωσης) | Φούρνος υψηλής θερμοκρασίας, θάλαμος κλιματικής αλλαγής, χάρακας | - | ||
| Εκπομπή οσμών | Φούρνος υψηλής θερμοκρασίας, συσκευή συλλογής οσμών | VW50180 |
Ανάλυση και συζήτηση
Μηχανικές ιδιότητες
Ο Πίνακας 2 δείχνει τα δεδομένα δοκιμών μηχανικών ιδιοτήτων του γνήσιου δέρματος, του δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC, όπου το L αντιπροσωπεύει την κατεύθυνση στημονιού του υλικού και το T αντιπροσωπεύει την κατεύθυνση υφαδιού του υλικού. Από τον Πίνακα 2 φαίνεται ότι, όσον αφορά την αντοχή σε εφελκυσμό και την επιμήκυνση κατά τη θραύση, η αντοχή σε εφελκυσμό του φυσικού δέρματος τόσο στην κατεύθυνση στημονιού όσο και στην κατεύθυνση υφαδιού είναι υψηλότερη από αυτή του δέρματος από μικροΐνες PU, παρουσιάζοντας καλύτερη αντοχή, ενώ η επιμήκυνση κατά τη θραύση του δέρματος από μικροΐνες PU είναι μεγαλύτερη και η σκληρότητα είναι καλύτερη. Ενώ η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση κατά τη θραύση του συνθετικού δέρματος PVC είναι και οι δύο χαμηλότερες από αυτές των άλλων δύο υλικών. Όσον αφορά τη στατική επιμήκυνση και τη μόνιμη παραμόρφωση, η αντοχή σε εφελκυσμό του φυσικού δέρματος είναι υψηλότερη από αυτή του δέρματος από μικροΐνες PU, παρουσιάζοντας καλύτερη αντοχή, ενώ η επιμήκυνση κατά τη θραύση του δέρματος από μικροΐνες PU είναι μεγαλύτερη και η σκληρότητα είναι καλύτερη. Όσον αφορά την παραμόρφωση, η μόνιμη παραμόρφωση του δέρματος από μικροΐνες PU είναι η μικρότερη τόσο στην κατεύθυνση του στημονιού όσο και του υφαδιού (η μέση μόνιμη παραμόρφωση στην κατεύθυνση του στημονιού είναι 0,5% και η μέση μόνιμη παραμόρφωση στην κατεύθυνση του υφαδιού είναι 2,75%), γεγονός που υποδηλώνει ότι το υλικό έχει την καλύτερη απόδοση ανάκτησης μετά την τάνυση, η οποία είναι καλύτερη από το γνήσιο δέρμα και το συνθετικό δέρμα PVC. Η στατική επιμήκυνση αναφέρεται στον βαθμό παραμόρφωσης επιμήκυνσης του υλικού υπό συνθήκες τάσης κατά τη συναρμολόγηση του καλύμματος του καθίσματος. Δεν υπάρχει σαφής απαίτηση στο πρότυπο και χρησιμοποιείται μόνο ως τιμή αναφοράς. Όσον αφορά τη δύναμη σχισίματος, οι τιμές των τριών δειγμάτων υλικών είναι παρόμοιες και μπορούν να πληρούν τις απαιτήσεις του προτύπου.
Πίνακας 2 Αποτελέσματα δοκιμών μηχανικών ιδιοτήτων γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC
| Δείγμα | Αντοχή σε εφελκυσμό/MPa | Επιμήκυνση στο σπάσιμο/% | Στατική επιμήκυνση/% | Μόνιμη παραμόρφωση/% | Δύναμη ρήξης/N | |||||
| μεγάλο | Τ | μεγάλο | Τ | μεγάλο | Τ | μεγάλο | Τ | μεγάλο | Τ | |
| Γνήσιο δέρμα 1# | 17.7 | 16.6 | 54,4 | 50,7 | 19,0 | 11.3 | 5.3 | 3.0 | 50 | 52,4 |
| Γνήσιο δέρμα 2# | 15,5 | 15,0 | 58,4 | 58,9 | 19.2 | 12.7 | 4.2 | 3.0 | 33,7 | 34.1 |
| Πρότυπο γνήσιου δέρματος | ≥9,3 | ≥9,3 | ≥30,0 | ≥40,0 | ≤3,0 | ≤4,0 | ≥25,0 | ≥25,0 | ||
| Δέρμα μικροϊνών PU 1# | 15,0 | 13.0 | 81,4 | 120,0 | 6.3 | 21,0 | 0,5 | 2.5 | 49,7 | 47,6 |
| Δέρμα μικροϊνών PU 2# | 12.9 | 11.4 | 61,7 | 111,5 | 7.5 | 22,5 | 0,5 | 3.0 | 67,8 | 66,4 |
| Δέρμα PU μικροϊνών στάνταρ | ≥9,3 | ≥9,3 | ≥30,0 | ≥40,0 | ≤3,0 | ≤4,0 | ≥40,0 | ≥40,0 | ||
| Συνθετικό δέρμα PVC I# | 7.4 | 5.9 | 120,0 | 130,5 | 16.8 | 38.3 | 1.2 | 3.3 | 62,5 | 35.3 |
| Συνθετικό δέρμα PVC 2# | 7.9 | 5.7 | 122,4 | 129,5 | 22,5 | 52,0 | 2.0 | 5.0 | 41,7 | 33.2 |
| Πρότυπο συνθετικού δέρματος PVC | ≥3,6 | ≥3,6 | ≤3,0 | ≤6,0 | ≥30,0 | ≥25,0 | ||||
Γενικά, τα δείγματα δέρματος από μικροΐνες PU έχουν καλή αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση κατά τη θραύση, μόνιμη παραμόρφωση και δύναμη σχισίματος, και οι συνολικές μηχανικές ιδιότητες είναι καλύτερες από αυτές των δειγμάτων γνήσιου δέρματος και συνθετικού δέρματος PVC.
Αντίσταση αναδίπλωσης
Οι καταστάσεις των δειγμάτων δοκιμής αντίστασης αναδίπλωσης χωρίζονται συγκεκριμένα σε 6 τύπους, δηλαδή αρχική κατάσταση (μη παλαιωμένη κατάσταση), κατάσταση γήρανσης με υγρασία και θερμότητα, κατάσταση χαμηλής θερμοκρασίας (-10℃), κατάσταση γήρανσης με φως xenon (PV1303/3P), κατάσταση γήρανσης σε υψηλή θερμοκρασία (100℃/168h) και κατάσταση γήρανσης με εναλλαγή κλίματος (PV12 00/20P). Η μέθοδος αναδίπλωσης είναι η χρήση ενός οργάνου κάμψης δέρματος για τη στερέωση των δύο άκρων του ορθογώνιου δείγματος κατά μήκος στους άνω και κάτω σφιγκτήρες του οργάνου, έτσι ώστε το δείγμα να βρίσκεται σε γωνία 90° και να κάμπτεται επανειλημμένα με μια συγκεκριμένη ταχύτητα και γωνία. Τα αποτελέσματα των δοκιμών απόδοσης αναδίπλωσης γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Από τον Πίνακα 3 φαίνεται ότι τα δείγματα γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC διπλώνονται όλα μετά από 100.000 φορές στην αρχική κατάσταση και 10.000 φορές στην κατάσταση γήρανσης υπό φως xenon. Μπορούν να διατηρήσουν μια καλή κατάσταση χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης. Σε άλλες διαφορετικές καταστάσεις γήρανσης, δηλαδή στην κατάσταση υγρής θερμικής γήρανσης, στην κατάσταση γήρανσης σε υψηλή θερμοκρασία και στην κατάσταση γήρανσης με εναλλαγή κλίματος του δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC, τα δείγματα μπορούν να αντέξουν σε 30.000 δοκιμές κάμψης. Μετά από 7.500 έως 8.500 δοκιμές κάμψης, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές ή λεύκανση υπό τάση στα δείγματα γνήσιου δέρματος σε κατάσταση υγρής θερμικής γήρανσης και σε κατάσταση γήρανσης σε υψηλή θερμοκρασία, και η σοβαρότητα της υγρής θερμικής γήρανσης (168 ώρες/70℃/75%) είναι χαμηλότερη από αυτή του δέρματος από μικροΐνες PU. Δέρμα από ίνες και συνθετικό δέρμα PVC (240 ώρες/90℃/95%). Ομοίως, μετά από 14.000~15.000 δοκιμές κάμψης, εμφανίζονται ρωγμές ή λεύκανση υπό τάση στην κατάσταση του δέρματος μετά τη γήρανση με εναλλαγή κλίματος. Αυτό συμβαίνει επειδή η αντοχή στην κάμψη του δέρματος εξαρτάται κυρίως από το φυσικό στρώμα κόκκων και τη δομή των ινών του αρχικού δέρματος και η απόδοσή του δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των χημικών συνθετικών υλικών. Αντίστοιχα, οι απαιτήσεις των προτύπων υλικών για το δέρμα είναι επίσης χαμηλότερες. Αυτό δείχνει ότι το δερμάτινο υλικό είναι πιο «ευαίσθητο» και οι χρήστες πρέπει να είναι πιο προσεκτικοί ή να δίνουν προσοχή στη συντήρηση κατά τη χρήση.
Πίνακας 3 Αποτελέσματα δοκιμών απόδοσης αναδίπλωσης γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC
| Δείγμα | Αρχική κατάσταση | Κατάσταση γήρανσης λόγω υγρής θερμότητας | Κατάσταση χαμηλής θερμοκρασίας | Κατάσταση γήρανσης με φως ξένου | Υψηλή θερμοκρασία γήρανσης κατάσταση | Κατάσταση γήρανσης λόγω κλιματικής εναλλαγής |
| Γνήσιο δέρμα 1# | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 168 ώρες/70 ℃/75% 8.000 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, λεύκανση λόγω καταπόνησης | 32.000 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, χωρίς λεύκανση λόγω στρες | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 7500 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, χωρίς λεύκανση λόγω στρες | 15.000 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, χωρίς λεύκανση λόγω στρες |
| Γνήσιο δέρμα 2# | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 168 ώρες/70 ℃/75% 8 500 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, λεύκανση λόγω καταπόνησης | 32.000 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, χωρίς λεύκανση λόγω στρες | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 8000 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, χωρίς λεύκανση λόγω στρες | 4000 φορές, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές, χωρίς λεύκανση λόγω στρες |
| Δέρμα μικροϊνών PU 1# | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 240 ώρες/90 ℃/95% 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 35.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση |
| Δέρμα μικροϊνών PU 2# | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 240 ώρες/90 ℃/95% 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 35.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση |
| Συνθετικό δέρμα PVC 1# | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 240 ώρες/90 ℃/95% 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 35.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση |
| Συνθετικό δέρμα PVC 2# | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 240 ώρες/90 ℃/95% 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 35.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση |
| Απαιτήσεις προτύπων από γνήσιο δέρμα | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 168 ώρες/70 ℃/75% 5.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | Δεν υπάρχουν απαιτήσεις | Δεν απαιτείται |
| Τυπικές απαιτήσεις δέρματος από μικροΐνες PU | 100.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 240 ώρες/90 ℃/95% 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση λόγω καταπόνησης | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 10.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση | 30.000 φορές, χωρίς ρωγμές ή λεύκανση από καταπόνηση |
Γενικά, η απόδοση αναδίπλωσης του δέρματος, του δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC είναι καλή στην αρχική κατάσταση και στην κατάσταση γήρανσης με φως xenon. Στην κατάσταση γήρανσης με υγρή θερμότητα, σε κατάσταση χαμηλής θερμοκρασίας, σε κατάσταση γήρανσης υψηλής θερμοκρασίας και σε κατάσταση γήρανσης με κλιματική αλλαγή, η απόδοση αναδίπλωσης του δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC είναι παρόμοια, η οποία είναι καλύτερη από αυτή του δέρματος.
Αντοχή στην τριβή
Η δοκιμή αντοχής στην τριβή περιλαμβάνει δοκιμή αντοχής χρώματος σε τριβή και δοκιμή τριβής σε σφαιρική πλάκα. Τα αποτελέσματα των δοκιμών αντοχής χρώματος σε τριβή για δέρμα, δέρμα από μικροΐνες PU και συνθετικό δέρμα PVC παρουσιάζονται στον Πίνακα 4. Τα αποτελέσματα των δοκιμών αντοχής χρώματος σε τριβή δείχνουν ότι τα δείγματα δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC βρίσκονται στην αρχική τους κατάσταση, σε κατάσταση εμποτισμένη με απιονισμένο νερό, σε κατάσταση εμποτισμένη με αλκαλικό ιδρώτα και όταν εμποτίζονται σε 96% αιθανόλη, η αντοχή χρώματος μετά την τριβή μπορεί να διατηρηθεί πάνω από 4,0 και η χρωματική κατάσταση του δείγματος είναι σταθερή και δεν θα ξεθωριάσει λόγω της επιφανειακής τριβής. Τα αποτελέσματα της δοκιμής τριβής σε σφαιρική πλάκα δείχνουν ότι μετά από 1800-1900 φορές φθοράς, το δείγμα δέρματος έχει περίπου 10 κατεστραμμένες οπές, κάτι που διαφέρει σημαντικά από την αντοχή στη φθορά των δειγμάτων δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC (και τα δύο δεν έχουν κατεστραμμένες οπές μετά από 19.000 φορές φθοράς). Ο λόγος για τις κατεστραμμένες οπές είναι ότι το στρώμα κόκκων του δέρματος έχει υποστεί ζημιά μετά τη φθορά και η αντοχή του στη φθορά είναι αρκετά διαφορετική από αυτή των χημικών συνθετικών υλικών. Επομένως, η ασθενής αντοχή στη φθορά του δέρματος απαιτεί επίσης από τους χρήστες να δίνουν προσοχή στη συντήρηση κατά τη χρήση.
| Πίνακας 4 Αποτελέσματα δοκιμών αντοχής στη φθορά γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC | |||||
| Δείγματα | Αντοχή χρώματος στην τριβή | Φθορά πλάκας μπάλας | |||
| Αρχική κατάσταση | Κατάσταση εμποτισμένη με απιονισμένο νερό | Αλκαλική κατάσταση μούσκεμα από τον ιδρώτα | Κατάσταση εμποτισμένης με 96% αιθανόλη | Αρχική κατάσταση | |
| (2000 φορές τριβή) | (500 φορές τριβή) | (100 φορές την τριβή) | (5 φορές την τριβή) | ||
| Γνήσιο δέρμα 1# | 5.0 | 4.5 | 5.0 | 5.0 | Περίπου 1900 φορές 11 κατεστραμμένες τρύπες |
| Γνήσιο δέρμα 2# | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.5 | Περίπου 1800 φορές 9 κατεστραμμένες τρύπες |
| Δέρμα μικροϊνών PU 1# | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.5 | 19.000 φορές Δεν υπάρχουν οπές που να έχουν υποστεί ζημιά στην επιφάνεια |
| Δέρμα μικροϊνών PU 2# | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.5 | 19.000 φορές χωρίς οπές επιφανειακής ζημιάς |
| Συνθετικό δέρμα PVC 1# | 5.0 | 4.5 | 5.0 | 5.0 | 19.000 φορές χωρίς οπές επιφανειακής ζημιάς |
| Συνθετικό δέρμα PVC 2# | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.5 | 19.000 φορές χωρίς οπές επιφανειακής ζημιάς |
| Απαιτήσεις προτύπων από γνήσιο δέρμα | ≥4,5 | ≥4,5 | ≥4,5 | ≥4,0 | 1500 φορές φθορά, όχι περισσότερες από 4 τρύπες ζημιάς |
| Τυπικές απαιτήσεις συνθετικού δέρματος | ≥4,5 | ≥4,5 | ≥4,5 | ≥4,0 | 19000 φορές φθορά, όχι περισσότερες από 4 τρύπες ζημιάς |
Γενικά, τα δείγματα γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC έχουν καλή αντοχή χρώματος στην τριβή, ενώ το δέρμα από μικροΐνες PU και το συνθετικό δέρμα PVC έχουν καλύτερη αντοχή στη φθορά από το γνήσιο δέρμα, γεγονός που μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη φθορά.
Άλλες ιδιότητες υλικών
Τα αποτελέσματα των δοκιμών για τη διαπερατότητα του νερού, την οριζόντια επιβράδυνση φλόγας, τη συρρίκνωση διαστάσεων και το επίπεδο οσμής σε δείγματα γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC παρουσιάζονται στον Πίνακα 5.
| Πίνακας 5 Αποτελέσματα δοκιμών για άλλες ιδιότητες υλικών από γνήσιο δέρμα, δέρμα από μικροΐνες PU και συνθετικό δέρμα PVC | ||||
| Δείγμα | Διαπερατότητα νερού/(mg/10cm²·24h) | Οριζόντια επιβράδυνση φλόγας/(mm/min) | Διαστατική συρρίκνωση/% (120℃/168 ώρες) | Επίπεδο οσμής |
| Γνήσιο δέρμα 1# | 3.0 | Αφλεκτος | 3.4 | 3.7 |
| Γνήσιο δέρμα 2# | 3.1 | Αφλεκτος | 2.6 | 3.7 |
| Δέρμα μικροϊνών PU 1# | 1.5 | Αφλεκτος | 0,3 | 3.7 |
| Δέρμα μικροϊνών PU 2# | 1.7 | Αφλεκτος | 0,5 | 3.7 |
| Συνθετικό δέρμα PVC 1# | Δεν έχει δοκιμαστεί | Αφλεκτος | 0,2 | 3.7 |
| Συνθετικό δέρμα PVC 2# | Δεν έχει δοκιμαστεί | Αφλεκτος | 0,4 | 3.7 |
| Απαιτήσεις προτύπων από γνήσιο δέρμα | ≥1,0 | ≤100 | ≤5 | ≤3,7 (αποδεκτή απόκλιση) |
| Τυπικές απαιτήσεις δέρματος από μικροΐνες PU | Δεν απαιτείται | ≤100 | ≤2 | ≤3,7 (αποδεκτή απόκλιση) |
| Τυπικές απαιτήσεις συνθετικού δέρματος PVC | Δεν απαιτείται | ≤100 | Δεν απαιτείται | ≤3,7 (αποδεκτή απόκλιση) |
Οι κύριες διαφορές στα δεδομένα δοκιμών είναι η διαπερατότητα νερού και η διαστατική συρρίκνωση. Η διαπερατότητα νερού του δέρματος είναι σχεδόν διπλάσια από αυτή του δέρματος από μικροΐνες PU, ενώ το συνθετικό δέρμα PVC έχει σχεδόν μηδενική διαπερατότητα νερού. Αυτό συμβαίνει επειδή ο τρισδιάστατος σκελετός δικτύου (μη υφασμένο ύφασμα) στο δέρμα από μικροΐνες PU είναι παρόμοιος με τη φυσική δομή ινών κολλαγόνου δέσμης του δέρματος, και οι δύο έχουν μικροπορώδεις δομές, καθιστώντας και τις δύο ορισμένες διαπερατότητες νερού. Επιπλέον, η διατομή των ινών κολλαγόνου στο δέρμα είναι μεγαλύτερη και πιο ομοιόμορφα κατανεμημένη, και το ποσοστό του μικροπορώδους χώρου είναι μεγαλύτερο από αυτό του δέρματος από μικροΐνες PU, επομένως το δέρμα έχει την καλύτερη διαπερατότητα νερού. Όσον αφορά τη συρρίκνωση διαστάσεων, μετά τη θερμική γήρανση (120℃/1). Οι ρυθμοί συρρίκνωσης των δειγμάτων δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC μετά τη θερμική γήρανση (68 ώρες) είναι παρόμοιοι και σημαντικά χαμηλότεροι από αυτούς του γνήσιου δέρματος, και η διαστατική τους σταθερότητα είναι καλύτερη από αυτή του γνήσιου δέρματος. Επιπλέον, τα αποτελέσματα των δοκιμών οριζόντιας επιβράδυνσης φλόγας και του επιπέδου οσμής δείχνουν ότι τα δείγματα γνήσιου δέρματος, δέρματος από μικροΐνες PU και συνθετικού δέρματος PVC μπορούν να φτάσουν σε παρόμοια επίπεδα και μπορούν να πληρούν τις τυπικές απαιτήσεις του υλικού όσον αφορά την επιβράδυνση φλόγας και την απόδοση οσμής.
Γενικά, η διαπερατότητα υδρατμών του γνήσιου δέρματος, του δέρματος από μικροΐνες PU και των δειγμάτων συνθετικού δέρματος PVC μειώνεται με τη σειρά της. Οι ρυθμοί συρρίκνωσης (διαστατική σταθερότητα) του δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC μετά τη θερμική γήρανση είναι παρόμοιοι και καλύτεροι από το γνήσιο δέρμα, και η οριζόντια επιβράδυνση φλόγας είναι καλύτερη από αυτή του γνήσιου δέρματος. Οι ιδιότητες ανάφλεξης και οσμής είναι παρόμοιες.
Σύναψη
Η διατομή του δέρματος από μικροΐνες PU είναι παρόμοια με αυτή του φυσικού δέρματος. Το στρώμα PU και το βασικό μέρος του δέρματος από μικροΐνες PU αντιστοιχούν στο στρώμα κόκκων και στο τμήμα ινών του τελευταίου. Οι δομές υλικών του πυκνού στρώματος, του αφρώδους στρώματος, του συγκολλητικού στρώματος και του βασικού υφάσματος του δέρματος από μικροΐνες PU και του συνθετικού δέρματος PVC είναι προφανώς διαφορετικές.
Το υλικό πλεονέκτημα του φυσικού δέρματος είναι ότι έχει καλές μηχανικές ιδιότητες (αντοχή σε εφελκυσμό ≥15MPa, επιμήκυνση κατά τη θραύση >50%) και διαπερατότητα νερού. Το υλικό πλεονέκτημα του συνθετικού δέρματος PVC είναι η αντοχή στη φθορά (καμία ζημιά μετά από 19.000 φορές φθορά της σανίδας) και είναι ανθεκτικό σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα μέρη έχουν καλή ανθεκτικότητα (συμπεριλαμβανομένης της αντοχής στην υγρασία και τη θερμότητα, την υψηλή θερμοκρασία, τη χαμηλή θερμοκρασία και τα εναλλασσόμενα κλίματα) και καλή διαστατική σταθερότητα (διαστατική συρρίκνωση <5% κάτω από 120℃/168h). Το δέρμα από μικροΐνες PU έχει τα υλικά πλεονεκτήματα τόσο του γνήσιου δέρματος όσο και του συνθετικού δέρματος PVC. Τα αποτελέσματα των δοκιμών για τις μηχανικές ιδιότητες, την απόδοση αναδίπλωσης, την αντοχή στη φθορά, την οριζόντια επιβράδυνση φλόγας, τη διαστατική σταθερότητα, το επίπεδο οσμής κ.λπ. μπορούν να φτάσουν στο καλύτερο επίπεδο του φυσικού γνήσιου δέρματος και του συνθετικού δέρματος PVC και ταυτόχρονα να έχουν κάποια διαπερατότητα νερού. Επομένως, το δέρμα από μικροΐνες PU μπορεί να ανταποκριθεί καλύτερα στις απαιτήσεις εφαρμογής των καθισμάτων αυτοκινήτου και έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Νοεμβρίου 2024
