鞋類外底耐磨性能的測定和檢測中需注意事項

黃鵬元，江紫嫣，譚建龍

（（1.國家皮革制品質量監督檢驗中心（廣州），廣東廣州510860）；2.廣州檢驗檢測認證集團有限公司，廣東廣州 510860）

1 前言

鞋靴外底耐磨性能的好壞直接影響著整鞋穿著耐久度的長短，是鞋靴質量的直觀體現，又是鞋靴外底防滑性能和外底緩沖減震材料是否能得以保持穩定的重要指標，是實現外底防滑、緩沖減震等功能的基礎和前提條件。

目前，外底耐磨性能的檢測方法主要有國標耐磨試驗法、旋轉輥筒式磨耗機法、NBS 磨耗法和阿克隆磨耗試驗法。日常檢測中應用較為廣泛的有國標耐磨試驗法GB/T 3903.2《鞋類整鞋試驗方法耐磨性能》[1]和旋轉輥筒式磨耗機法GB/T 9867-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐磨性能的測定（旋轉輥筒式磨耗機法）》[2]’，國標耐磨試驗法GB/T 3903.2《鞋類整鞋試驗方法耐磨性能》具有易操作、試驗周期短等優點，被廣泛應用于我國鞋類產品檢測標準中，如：QB/T 1002《皮鞋》、QB/T 2955《休閑鞋》、GB/T 22756《皮涼鞋》等；而旋轉輥筒式磨耗機法GB/T 9867-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐磨性能的測定（旋轉輥筒式磨耗機法）》等同采用ISO4649:2002《Rubber,vulcanized or thermoplastic-Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device》標準，在國內專業運動鞋和個體防護鞋靴等標準中同樣被廣泛應用，如：HG/T 4906《羽毛球鞋》、GB/T 19706《足球鞋》、GB 21536《田徑運動鞋》和GB 21147《個體防護裝備防護鞋》、GB 21148《個體防護裝備安全鞋》等，本文將對這兩種標準的試驗流程和對檢驗過程中常見問題及需要注意的事項進行詳細的闡述。

2 試驗方法

2.1 國標耐磨試驗法簡述

國標耐磨試驗法GB/T 3903.2《鞋類整鞋試驗方法耐磨性能》原理是將直徑為（20±0.1）mm-（4±0.1）mm 的帶齒T12 鋼磨輪旋轉垂直壓在試樣上，在特定條件下對試樣進行磨耗試驗，測量試樣磨痕長度來表達試樣的耐磨性能。

2.1.1 國標耐磨試驗法試驗流程

以在室溫環境條件下，儀器HY-763GB 國標耐磨試驗機為例，整鞋外底耐磨性能操作流程如下：首先每次試驗前應將設備磨輪空轉5 分鐘，試樣在測試前應確定外底著力部位接觸地面的材料有哪些，外底為單一材料的可在外底任意平整部位進行測試，由兩種或兩種以上材料構成的，每種材料均應測試，試樣表面應平整，必要時應對外底花紋表面進行打磨，打磨深度以剛好去除花紋為準；選取好試樣的測試部位后將試樣外底朝上緊固在耐磨機左端的天平上，通過調整砝碼將天平調節至平衡后施加（4.9±0.1）N 的壓力（2017 版較2008 版增加了對施加壓力±0.1N 的允差），調節磨輪位置使其對準測試部位，儀器轉速設定為（191±5）r/min，試驗時間20min 或將總轉數設定為3820 轉后開始進行試驗，直至試驗結束在1h 之內用游標卡尺對磨痕長度進行測量；每種材料至少測試兩處，取兩處四個數值的算術平均值來表示試驗結果。

2.2 旋轉輥筒式磨耗機法簡述

旋轉輥筒式磨耗機法GB/T 9867-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐磨性能的測定（旋轉輥筒式磨耗機法）》分為方法A 非旋轉試樣法和方法B旋轉試樣法，一般較多使用方法A 非旋轉試樣法；其原理是在規定的接觸壓力和一定的面積上，測量圓柱形橡膠試樣在一定級別的砂布上和在一定的距離內進行摩擦而產生的磨耗量，磨耗是在圓柱形試樣的一端產生，砂布包貼在旋轉輥筒的表面，試樣緊壓在帶有砂布的輥筒上，使試樣沿輥筒橫向移動，測定試樣的質量損失并通過試樣的密度來計算相對體積磨耗量，通過相對體積磨耗量的數值來判定測定的耐磨性能。

2.2.1 旋轉輥筒式磨耗機法試驗流程

儀器輥筒直徑為（150.0±0.2）mm，旋轉速度為（40±1）r/min，試驗全程磨耗（40.0±0.2）m；試驗前應確認被測試試樣厚度不低于2 mm，將試樣制備成直徑(16±0.2)mm，高度不小于6 mm 的圓柱形至少3 個，對于試樣高度達不到6 mm 的可將其粘在硬度不低于80 邵爾A 的基片上，將制備好的試樣和標準參照膠按GB/T 2941 標準實驗室溫度環境下至少調節16 h 后開始進行試驗；試驗在標準實驗室環境溫度下，儀器以JK-6002D DIN 磨耗試驗機為例，旋轉輥筒式磨耗機法操作流程如下：每次試驗前先將設備打掃干凈，稱取標準參照膠試驗前質量，將標準參照膠裝置于儀器夾持器上伸出(2.0±0.2)mm 長度，用（10±0.2）N 的垂直作用力將試樣緊壓在輥筒上，通過控制面板設置轉速為（40±1）r/min，磨耗行程40m 進行磨耗試驗,待試驗結束后取下標準參照膠去除膠屑稱取其試驗后質量，根據試驗前質量-試驗后質量得出磨耗量，重復之前步驟共進行三次試驗；然后參照標準參照膠質量損失的測定將試驗膠也按上述步驟進行磨耗至少三次，每次試驗都應使用新的試樣，稱取試驗膠密度；最后重復之前步驟對標準參照膠再進行三次試驗，根據公式（試驗膠的質量損失值×參照膠的固定質量損失值200 mg）÷（試驗膠的密度×參照膠的質量損失值）得出相對體積磨耗量來判定測定的耐磨性能。

3 檢測過程中常見問題和需注意事項

3.1 國標耐磨試驗法

（1）耐磨試驗機各部位如：轉速、定時設置、天平的靈敏性和準確度對整個耐磨試驗的結果影響重大，因此有必要定期對耐磨試驗機進行檢查，加強日常的清潔維護，并讓專業計量人員對設備進行校準計量。

（2）通常對于大多數鞋底，特別是發泡、微孔材料外底接觸地面處會經特殊加工處理在表面覆蓋一層抗耐磨性較好的涂層，按日常穿著優先選取外底接觸地面著力部位平整處進行測試，對于無平整部位的外底花紋表面打磨深度應以剛好去除花紋為準。

（3）對于測試后磨痕出現三角形、梯形的問題，在安裝試樣過程中，一定要將試樣緊固服帖在鞋楦上并調至水平，檢查試樣是否有松動，調節磨輪對準測試部位是否平貼，這樣可以減少試驗過程中耐磨測試部位因試樣出現移動而產生偏移或試驗結束后磨痕出現三角形、梯形長邊與短邊相差大于短邊的10%等結果。

（4）當測試過程中試樣出現抖動時，第一檢查試樣是否緊固并調至水平，第二是否有膠屑卷入測試部位或磨輪上，有應及時用毛刷進行清潔，可參考高鐵GT-7012-GB 設備在磨輪上方安置一個帶旋轉硬毛刷對整個測試環節進行實時清潔作業；如發現磨損部位出現發粘或粘輪現象，則應停止試驗，用有機溶劑對磨輪進行清洗。

（5）外底材料對溫度及其敏感，在連續測試時應注意磨輪溫度的冷卻，當溫度較高時磨痕則會變的越深越長。

3.2 旋轉輥筒式磨耗機法

（1）因試驗容易產生較多灰塵膠屑，因此每次試驗前均應使用硬毛刷（如：豬鬢毛刷、硬尼龍毛刷）和吸塵器對儀器進行打掃，確保試驗砂布清潔干凈，防止試驗過程中出現異常振動影響試驗結果。

（2）標準參照膠應儲存在標準實驗溫度下，避免陽光直射，注意儲存時間，用密封袋封裝存放防止橡膠過快老化。

（3）標準參照膠40 m 行程磨耗量應在180～220 mg 之間，當磨耗量小于180 mg 時應及時更換砂布，更換砂布時需注意砂布背面的箭頭指示，每次試驗都應與標明的方向一致，將砂布牢固的包貼在輥筒表面上，以使整個輥筒表面形成一個均勻一致的摩擦面，砂布接頭之間應緊密粘接，接縫空隙不得超過2 mm。

（4）在裝取試樣時容易將試樣的邊角扯下，稱取質量時應將扯下的小膠邊一起稱量，天平稱取質量應能精確到±1 mg。

（5）在測試密度時，試樣入水時應小心輕放，以斜入角切入進水，注意觀察試樣表面是否粘附有小氣泡，氣泡的存在會使測得的結果出現偏差，影響計算結果。

（6）當試樣在40 m 行程內磨耗量大于400 mg 時，試樣可在20 m 行程時停止，然后將試樣伸出長度重新調整為（2.0±0.2）mm 后繼續進行試驗以便完成剩下的20 m 行程；若試樣40 m 行程內磨耗量大于600 mg時，試樣只需進行20 m 磨耗，并在報告中注明，將此時的磨耗量乘以2，從而得到40 m 磨耗量。

4 結束語

在日常檢測過程中，通過對兩種鞋類外底耐磨性能標準的分析和對操作流程的梳理總結了一些常見問題及注意事項進行詳細的闡述，希望能給廣大鞋類檢測工作者和學習者帶來積極的參考價值。