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ASTM D1610-18(2023年重申)是皮革检测领域最基础的标准之一,专门规定皮革及皮革制品在物理性能测试前应经历的状态调节(即调湿)过程以及测试时的环境条件。该标准由ASTM国际委员会D31(皮革)负责,与其下属分委员会直接制定,最早可追溯至1958年,现行版本综合了数十年实践经验。标准明确声明不适用于湿蓝皮(铬鞣后未经挤水、削匀的中间态皮革),因为湿蓝皮含水率高,其水分状态主要由工艺决定而非与环境平衡,对其进行标准化调湿既不经济也无实际意义。标准引用了ASTM D1517《皮革术语》以及E337《用湿度计测量湿度的方法》,并与国际皮革工艺师和化学师学会联盟(IULTCS)的IUP/3标准保持协调。
皮革是以胶原纤维为基础的天然高分子材料,含有大量亲水基团(羧基、氨基、羟基等),因而具有较强的吸湿性。环境温度和相对湿度直接改变皮革的平衡含水率,进而影响其抗张强度、延伸率、撕裂力、柔软度、热稳定性等几乎所有物理性能。如果不进行标准化调湿,同一批样品在不同季节或地区测试,结果差异可能超过30%,完全失去可比性。因此,D1610-18成为皮革测试的基石——任何有意义的物理性能测定都必须在此基础上展开。
调湿的核心过程是将皮革样品置于恒定温度与相对湿度的空气中,让水分在样品与空气之间达到吸附—解吸动态平衡,随后在相同环境下完成测试,从而消除环境差异带来的性能变异。标准规定了两组可选的标准大气条件:条件(1)温度(23±2)°C、相对湿度(50±4)%;条件(2)温度(20±2)°C、相对湿度(65±4)%。条件(1)在北美普遍使用,条件(2)是欧洲和日本的标准;两组条件的绝对含湿量非常接近,但具体选择取决于实验室的地域惯例或客户的指定要求。
样品在调湿前应从包装中取出,使其各个面都能接触空气;对于多层成品(如皮箱、皮靴),应适当拆解或打孔以保证内层充分暴露。标准并未规定具体的调湿最短时间,这是因为平衡速度与皮革厚度、密度、初始含湿量以及环境流通状况有关,实际操作中通常采用“质量恒常法”——每隔1小时称重,当质量变化不超过样品质量的0.1%时视为达到平衡。一般薄型服装革约需24小时,厚底革或植鞣革可能需要48小时甚至更久。
装置要求包括:能自动维持标准条件的房间或箱体,空间应足够且空气流通均匀;干湿球湿度计,使用时必须将空气抽吸越过两球(避免风扇直吹,以免电机热造成湿球温度偏高),湿球纱布应使用蒸馏水保持洁净;温度计量程0~52°C,分度0.2°C(或0.5°F),配对温度计在全程范围内匹配精度不低于0.1°C(或0.25°F)。湿度计和温度计均需定期校准,才能保证相对湿度的计算误差在可接受范围内。
下表直接来自标准原文,是皮革调湿必须严格遵守的核心参数:
| 🟦条件组别 | 📏温度 | 🎯温度允许公差 | 📐相对湿度 | 🎯湿度允许公差 | ⚡适用区域 |
|---|---|---|---|---|---|
| 条件(1) | 23 °C (73.4 °F) | ±2 °C (±3.6 °F) | 50 % | ±4 % | 北美 |
| 条件(2) | 20 °C (68.0 °F) | ±2 °C (±3.6 °F) | 65 % | ±4 % | 欧洲、日本 |
装置和仪器的技术规格总结如下:
| 🟦设备 | 📏规格要求 | 🎯关键精度或注意 |
|---|---|---|
| 恒温恒湿间 | 自动维持标准大气条件,工作空间足够 | 必须验证内部均匀性,避免温度梯度 |
| 干湿球湿度计 | 两支匹配温度计,湿球缠绕洁净纱布并用蒸馏水润湿 | 空气抽吸式;湿球测温准确度直接决定相对湿度计算误差 |
| 温度计 | 量程0~52 °C (32~122 °F),分度0.2 °C (0.5 °F) | 配对使用,全量程一致性≤0.1 °C (0.25 °F);按规定定期校准 |
| 专用湿度控制箱 | 用于产生特定相对湿度(如65 % ± 2 %,配合20 °C) | 控制精度应优于±2 % RH,使用标准盐溶液或精密发生器 |
值得注意的是,标准还给出了一个实用对应关系:在常规条件下,相对湿度1%的误差对应干湿球温差大约0.1°C(或0.2°F)的测量偏差。这意味着湿度计必须足够灵敏且定期校准,否则很容易超出公差限。
D1610-18是皮革物理测试的前置规程,几乎所有标准皮革试验方法(如ASTM D2209抗张强度、D2210撕裂强度、D1814收缩温度、D2097柔软度等)都会在“样品制备”部分明确引用它。在质量控制和研发中,调湿条件的规范程度直接决定测试数据的可接受性。尤其在国际贸易中,北美客户通常要求条件(1),欧洲客户可能指定条件(2),实验室必须在双方确认的条件下执行,并在报告中明确记录。
实际应用中有几个易被忽视的细节:第一,恒温恒湿间应每天记录温度和湿度,可以使用有纸记录仪或电子记录系统,以备追溯。第二,样品之间应留出间距(至少5 cm),保证空气自由流通;堆放或过挤会导致局部含湿量不均匀。第三,对于太厚或硬质产品,如底革、鞍具革,应延长调湿时间,并不时翻动。第四,干湿球湿度计的纱布必须保持清洁,一般每周更换一次,水质使用蒸馏水或去离子水,避免矿物质积累影响毛细作用。第五,如果发现房间控制偏差超出公差,应立即暂停测试,排除故障并重新平衡后方可继续进行。
标准也允许供需双方协商采用比本标准更严格的公差(如±1°C和±2%RH),但这需要明确写在测试协议中,且应用范围限于双方认可的数据。同样,对于某些特殊测试(如热老化或高湿预处理),可以在调湿基础上增加其他步骤,但不能省略标准调湿这一基础环节。总之,D1610-18不仅是一个操作步骤,更是皮革测试科学性的保障。