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皮鞋跟面耐磨性能檢測——旋轉輥筒式磨耗機法的應用與技術解析

簡介

皮鞋作為日常穿著的重要消費品，其耐用性直接影響用戶體驗和產品價值。其中，鞋跟部位的耐磨性能是衡量皮鞋質量的關鍵指標之一。鞋跟長期與地面接觸摩擦，若耐磨性不足，易導致鞋跟表面快速磨損，影響鞋子的使用壽命、安全性和美觀性。為科學評估鞋跟材料的耐磨性能，旋轉輥筒式磨耗機法（Rotary Drum Abrasion Test）被廣泛應用于鞋類制造業和質檢領域。該方法通過模擬鞋跟在動態摩擦環境下的磨損過程，量化評估材料的抗磨耗能力，為產品研發、質量控制和標準制定提供數據支持。

適用范圍

旋轉輥筒式磨耗機法主要適用于以下場景：

1. 鞋跟材質篩選：測試不同材質（如橡膠、PU、TPU、EVA等）的耐磨性差異，指導材料選型。
2. 成品鞋質量檢驗：評估成品皮鞋鞋跟的耐磨等級，確保符合行業標準或企業內控要求。
3. 工藝優化：對比不同加工工藝（如硫化、注塑）對鞋跟耐磨性的影響，優化生產流程。
4. 科研與開發：為新型鞋材研發提供性能驗證手段，推動技術創新。

該方法適用于各類皮鞋產品，包括男鞋、女鞋、童鞋及特種功能鞋（如勞保鞋、戶外鞋）的鞋跟檢測。

檢測項目及簡介

旋轉輥筒式磨耗機法的核心檢測項目包括：

1. 質量損失率 通過測試前后樣品的質量差，計算單位時間或摩擦次數下的質量損失百分比，反映材料的整體耐磨性能。
2. 磨耗深度 利用高精度測量儀器（如數顯千分尺）記錄鞋跟表面磨損后的厚度變化，評估材料抗穿透磨損能力。
3. 表面形貌分析 借助顯微鏡或三維形貌儀觀察磨損區域的微觀結構變化（如裂紋、剝落等），分析磨損機制。
4. 動態摩擦系數 通過傳感器實時監測摩擦過程中的阻力變化，評估材料在不同摩擦階段的穩定性。

這些項目的綜合數據可全面反映鞋跟材料的耐磨特性，為改進產品設計提供依據。

檢測參考標準

以下為國內外常用的檢測標準：

1. GB/T 3903.2-2017 《鞋類 整鞋試驗方法 耐磨性能》——中國國家標準，規定了旋轉輥筒式磨耗機法的具體操作流程和評價指標。
2. ISO 17707:2018 《Footwear—Test methods for outsoles—Abrasion resistance》——國際標準化組織標準，適用于鞋底材料的耐磨性測試，包括鞋跟部位。
3. ASTM D5963-04(2020) 《Standard Test Method for Rubber Property—Abrasion Resistance (Rotary Drum Abraser)》——美國材料與試驗協會標準，詳細描述旋轉磨耗機的使用規范。

檢測方法及儀器

1. 檢測原理 旋轉輥筒式磨耗機通過電機驅動帶有砂紙或標準磨料的輥筒勻速旋轉，試樣在固定壓力下與輥筒表面接觸并摩擦。通過預設的摩擦次數或時間后，測定試樣的質量損失、厚度變化等參數，計算耐磨指數。

2. 操作步驟

• 試樣制備：從鞋跟部位裁取標準尺寸（通常為直徑20mm的圓柱體），確保表面平整無瑕疵。
• 設備校準：檢查輥筒轉速（通常為40±1轉/分鐘）、加載壓力（如500g砝碼）及磨料規格（如180目砂紙）是否符合標準要求。
• 測試過程：將試樣安裝于夾具，啟動設備并記錄初始質量與厚度；運行設定摩擦次數（如1000次）后停機，清潔試樣并復測數據。
• 數據分析：計算質量損失率（公式：(?0−?1)/?0×100%(m0?−m1?)/m0?×100%）和磨耗深度，結合表面形貌結果形成報告。

3. 關鍵儀器參數

• 輥筒系統：不銹鋼材質，直徑150mm，表面可更換磨料。
• 壓力控制：砝碼加載范圍0-1000g，精度±1g。
• 轉速調節：無級變速電機，范圍0-100轉/分鐘，誤差≤±1%。
• 數據采集：集成電子天平（精度0.001g）和位移傳感器，支持實時數據記錄。

4. 影響因素控制

• 環境溫濕度：建議在溫度23±2℃、濕度50±5%的實驗室條件下進行測試。
• 磨料一致性：每批次砂紙需抽樣檢查粒度均勻性，避免因磨料差異導致數據偏差。
• 試樣預處理：樣品需在標準環境中平衡24小時，消除溫濕度對材料性能的影響。

結語

旋轉輥筒式磨耗機法以其高效、可重復的特點，成為鞋類耐磨性檢測的主流方法。通過標準化測試流程，企業能夠精準評估鞋跟材料的耐久性，從而提升產品競爭力。未來，隨著智能傳感器和自動化技術的發展，該檢測方法有望進一步實現數據采集的實時化和分析過程的智能化，為鞋類制造業的提質增效提供更強大的技術支撐。