ISO 33792024 皮革 - 表面的伸长和强度测定（球形爆破法）标准立项发展报告

皮革－表面的伸长和强度测定（球形爆破法）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Leather—DeterminationofDistensionandStrengthofSurface(BallBurstMethod)摘要皮革作为一种重要的天然材料，在制鞋、箱包、服装、家具及汽车内饰等领域应用广泛，其表面强度和伸长性能直接关系到终端产品的使用寿命与安全性能。随着全球皮革制品贸易规模持续扩大以及消费者对品质要求的不断提升，建立统一、科学、可比的表面力学性能测试方法标准，已成为国际皮革工业亟需解决的基础性技术课题。国际标准ISO3379:2024《皮革－表面的伸长和强度测定（球形爆破法）》由国际标准化组织（ISO）正式发布，替代了已于2020年废止的旧版本ISO3379:2015，是当前该领域最新且唯一有效的国际通用测试方法标准。本报告对该标准的历史沿革与技术内容进行了系统梳理，对标准的修订背景、关键技术要素（包括测试原理、仪器要求、试样制备与结果表达等核心内容）及其在制革工业、检测机构和国际贸易中的应用价值进行了全面分析。报告认为，ISO3379:2024通过引入明确的结果分级表达方式、细化厚度测量规则和严格规范仪器校准要求，显著提升了试验方法的重复性和复现性，对推动全球皮革行业质量评价体系的协调一致具有重要的技术支撑作用，也为中国皮革标准化体系的进一步完善提供了有益参考与对标依据。关键词：皮革；球形爆破；表面强度；伸长率；国际标准；力學性能测试；标准化Keywords:Leather;BallBurst;SurfaceStrength;Distension;InternationalStandard;MechanicalPropertiesTesting;Standardization一、引言1.1研究背景皮革制品在人们的日常生活中扮演着不可或缺的角色，从鞋类、箱包、服装到家具和汽车内饰，皮革以其独特的触感、透气性和耐用性深受消费者青睐。然而，皮革作为一种具有天然纤维网络结构的材料，其力学性能受原料皮来源、鞣制工艺、加脂配方及涂饰层处理等多种因素的综合影响，不同批次、不同厂家生产的皮革在表面强度和延伸性方面可能表现出显著差异。在实际使用过程中，皮革制品表面往往承受着复杂的局部应力作用——鞋面在行走弯折时产生拉伸变形，沙发坐垫在长期使用中反复承受局部挤压，箱包表面在装载物品时发生鼓胀变形。这些工况中，皮革表层所承受的并非简单的单向拉伸应力，而是一种以球面扩张为特征的多向应力状态。传统的单向拉伸试验方法（如ISO3376）虽然在评估皮革整体拉伸性能方面具有重要价值，但难以真实反映皮革在双轴应力状态下的形变与破裂行为。因此，球形爆破法作为一种能更贴近实际使用工况的测试方法，在皮革产品质量评价中具有不可替代的地位。1.2标准立项意义ISO3379:2024的发布具有多方面的重要意义。在技术层面，该标准为皮革表面在双轴应力条件下的力学行为提供了一套系统、精确的测试方法和评价指标，使不同来源的皮革产品在力学性能方面具备了统一的可比尺度。在贸易层面，作为一种国际通用的测试方法标准，ISO3379:2024为皮革及其制品的国际贸易中的质量验收和贸易仲裁提供了重要的技术依据，有助于降低因检测方法不一致而产生的技术性贸易壁垒。在产业层面，该标准为制革企业提供了一套科学的产品研发和质量控制工具，有利于推动行业技术进步和产品质量提升。二、标准基本信息2.1标准概况|项目|内容||------|------||标准编号|ISO3379:2024||标准名称（中文）|皮革－表面的伸长和强度测定（球形爆破法）||标准名称（英文）|Leather—Determinationofdistensionandstrengthofsurface(ballburstmethod)||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）||技术委员会|ISO/TC29/IULTCS（国际皮革技术委员会）||分类号|皮革和裘皮||发布日期|2024年10月18日||发布年份|2024年||国别|国际组织||语言|英语||替代标准|ISO3379:2015（已于2020年废止）||售价|355.0元|2.2标准历史沿革ISO3379的历史可追溯至20世纪70年代。IULTCS（国际皮革工艺师和化学师协会联合会）作为ISO下属的标准化技术组织，长期致力于皮革领域检测方法标准的制定与维护工作。1976年，IULTCS首次发布了皮革表面爆破强度测定的建议性方法，后被采纳为ISO国际标准。此后，该标准经历了多次修订，测试方法不断完善，适用范围逐步扩展。2015版标准（ISO3379:2015）是此前的最新版本，然而随着皮革工业技术的发展和检测仪器精度的提升，该版本在结果分级判定、试样厚度测量等方面的规定逐渐显现出局限性。2020年，由于技术修订工作尚未完成，ISO/TC29/IULTCS决定暂时撤销ISO3379:2015，并启动新一轮修订程序。经过国际专家工作组的多轮讨论与实验室间比对试验，修订后的大纲和技术内容在2024年获得了委员会多数投票通过，最终于2024年10月18日正式发布ISO3379:2024，取代先前版本成为该领域唯一的现行国际标准。这一修订历程充分体现了标准化工作的严谨性和动态性，也反映了国际皮革行业对测试方法科学性、精确性和可操作性不断增长的需求。三、标准技术内容分析3.1标准适用范围ISO3379:2024规定了使用球形钢珠以恒定速度对皮革试样表面施加压力，测定皮革表面在双轴应力作用下发生破裂时的胀破强度和对应的球面伸长距离的试验方法。该标准适用于各种类型的皮革，包括但不限于：-鞋面革（牛革、羊革、猪革等）-服装革和手套革-箱包革和手袋革-家具革和汽车内饰革-球革和其他工业用革值得注意的是，该标准对厚度范围做出了明确限制，适用于厚度不超过3mm的皮革。对于厚度超过3mm的重革，由于试样在试验过程中可能无法形成理想的球形变形状态，试验结果的可靠性和可比性将受到影响，因此不建议采用该标准进行测试。此外，标准明确规定该试验方法不适用于压花革和磨面革等表面经过特殊处理的产品——这类革的表面结构在压花或磨面处理中被人为改变，其爆破行为无法反映皮革本身的力学特性，测试结果会因处理工艺的不同而产生系统偏差。3.2方法原理球形爆破法的基本原理是：将规定尺寸的圆形皮革试样牢固地夹持在两个环形夹板之间，使试样中心区域（通常为直径25mm或30mm的圆形区域）自由暴露。试验时，一个规定直径的球形钢珠（直径为6.25mm或25mm，取决于试验模式）以恒定速度向上推进，从试样未经过装饰的一面（即肉面或内表面）向表面方向施压，使试样在中心区域发生双轴拉伸变形（即试样在各个方向上同时受到拉应力作用），直至试样表面出现破裂。在试验过程中，仪器自动记录以下两个关键参数：-胀破强度（burstingstrength）：使试样发生破裂所需的最大力值，以牛顿（N）为单位；-胀破高度（distensionatrupture）：从试样初始位置到破裂瞬间钢珠的位移距离，以毫米（mm）为单位，反映皮革表面的伸长能力。这种双轴拉伸的加载方式模拟了皮革在实际使用中最为典型的受力工况，如鞋面的弯折和挤压、沙发座面的反复承载等，因此测试结果对评估皮革制品在实际使用中的表面力学性能具有直接的参考价值。3.3仪器与材料要求标准对试验装置和材料提出了明确的技术要求，主要包括：（a）试验机试验机应能够以恒定的速度（推荐速度为50mm/min，允许范围为±5mm/min）推动钢珠向上运动，并能够同时记录力-位移曲线。试验机的力量传感器量程应与被测皮革的预期破裂力值相匹配，测力精度应满足在试验范围内示值误差不超过±1%的要求。位移测量装置的精度应不低于0.05mm。（b）球形钢珠钢珠的材料为淬硬钢，表面应光滑、无锈蚀、无损伤，硬度不低于60HRC。标准规定了两种规格：用于常规测试的钢珠直径为25mm，以及用于检测薄型或低强度样品的钢珠直径为6.25mm（适用于厚度小于1mm的皮革或当25mm钢珠无法在现有设备中安装时使用）。钢珠应定期检查，确保表面没有划痕和磨损变形，因为钢珠的表面质量直接影响到测试结果的准确性。（c）环形夹具两个环形夹具的内径应与所用钢珠的直径相匹配，对于直径为25mm的钢珠，夹具内径通常为25mm；对于直径为6.25mm的钢珠，夹具内径通常为6.25mm。夹具边缘应平整光滑，不得对试样造成额外的切割或损伤。夹持力应足够大，确保在试验过程中试样不会发生滑移或从夹具中脱出，同时避免因夹持力过大而在夹具边缘造成试样应力集中。（d）测厚仪用于测定试样厚度。测厚仪应符合ISO2589的规定，压脚面积为10cm²（直径约为35.7mm），压强为49kPa±2.5kPa，读数精度为0.01mm。3.4试样制备与调湿处理（a）试样尺寸每组试验至少需要5个圆形试样，试样直径应足够大以便稳固夹持（通常直径为44mm或根据夹具尺寸确定）。当使用25mm直径钢珠和25mm内径夹具时，标准试样直径为44mm；使用6.25mm直径钢珠时，试样直径相应减小。对于异形部位或可用面积有限的皮革样品（如小块皮样或边角料），试样尺寸可适当调整，但应在试验报告中注明偏差。（b）取样位置试样应从皮革的背部区域（即臀部和肩部区域）切取，因为这些区域的纤维结构较为致密且代表性好。取样时应标记皮革的纵向（从头至尾方向）和横向（从背脊至腹部方向），试样在夹具中的方向应保持一致。此外，试样应尽量均匀分布在样品的不同部位，避免集中取样导致的结果偏差。（c）调湿处理在进行强度测试前，试样必须按照ISO2419规定的标准大气条件进行调湿处理：温度23°C±2°C，相对湿度50%±5%RH，调湿时间不少于48小时。对于鞣制程度较高或者有防水处理的皮革，调湿时间应适当延长，以确保试样内部水分达到平衡状态。调湿处理的重要性在于，皮革是一种吸湿性材料，其力学性能在含水率变化时会显著改变——水分含量的微小差异都可能导致测试结果的大幅波动。3.5试验步骤试验过程包括以下关键步骤：1.在标准大气条件下测量每个试样的厚度，精确记录各试样厚度值，计算平均厚度。按照标准的最新要求，在每个试样中心区域测量厚度，若中心区域厚度与其他部位偏差较大时应记录并考虑其对结果的影响。2.将试样平整地放置在环形夹具中（装饰面朝上，即钢珠从肉面侧推进），确保试样在夹持后处于无张力状态，然后均匀施加夹紧力。3.启动试验机，使钢珠以50mm/min的规定速度向上推进并接触试样。4.当钢珠接触试样表面后，力-位移曲线开始记录。钢珠继续推进，试样发生双轴拉伸变形，直至试样出现可见裂纹或破裂。5.自动记录破裂时的最大力值（F，单位为N）和钢珠从接触试样开始至破裂时刻的位移距离（d，单位为mm）。6.每个试样重复上述过程，试验结果取5个试样的算术平均值。7.在试验过程中若发现试样在夹具边缘处发生破裂（而非中心区域破裂），该试样结果应视为无效，应补充测试。3.6结果表达与分级ISO3379:2024的一个重要技术更新在于结果表达的标准化和分级规定。虽然在标准中未定义特定的等级标签（如等级I、II等），但标准对结果表示和判断提出了明确的规定性要求。标准要求：-胀破强度以所有有效试样的算术平均值表示，单位N（牛顿），精确至1N；-胀破高度以所有有效试样的算术平均值表示，单位mm（毫米），精确至0.1mm；-每个试样的单独结果也应记录，并计算标准偏差和变异系数，以评价测试结果的离散程度。对于产品质量评价，ISO3379:2024提供的两个参数构成了综合评价指标：胀破强度反映皮革表面抵抗局部集中载荷的能力，胀破高度反映皮革表面的弹性和延伸能力。这两种性能对于不同的应用场景各有侧重：鞋面革更需要较高的胀破强度以承受行走过程中的反复挤压；而手套革和服装革则更注重胀破高度所体现的柔韧性和延展性。3.7精度与偏差ISO3379:2024在规范性附录中给出了基于国际实验室间比对试验（interlaboratorytrial）的重复性和复现性数据。这些数据为使用者在评价测试结果的可信度时提供了重要的统计依据。根据标准提供的参考数据，对于典型的鞋面革样品：-重复性（同实验室、同操作者、同设备在短时间内对相同材料进行多次测试的结果一致性）：胀破强度的变异系数约为5%-8%；-复现性（不同实验室、不同操作者、不同设备对相同材料进行测试的结果一致性）：胀破强度的变异系数约为10%-15%。对于胀破高度参数，重复性和复现性的变异系数通常略高于胀破强度。这些精度数据反映了皮革材料本身的非均质性以及测试过程中难以完全控制的诸多因素，如皮革纤维取向、厚度波动、夹具状态等。使用者应结合这些精度数据合理评估和解释测试结果，避免对微小差异做出过度解读。四、标准修订重点与主要变化相较于已被撤销的ISO3379:2015版本，ISO3379:2024在以下方面做出了重要的技术调整和改进：4.1规范性引用文件的更新新版标准更新了规范性引用文件，使其与当前最新版的ISO标准保持一致，特别是与ISO2419（调湿）、ISO2589（厚度测定）和ISO7500-1（试验机校准）等关键配套标准的衔接得到了明确和完善。这种引用文件的更新确保了整套测试方法体系的协调一致性。4.2试验设备和条件的精确化2024版本在试验机技术要求方面做出了更加明确和严格的规定。对钢珠表面质量、硬度以及更换和检查周期给出了更详细的指导；对夹具的平行度、夹持力的一致性和释放机制提出了更具体的要求；对测力系统和位移测量系统的校准要求和校准周期进行了明确规定。这些细化的设备要求有助于减少因设备差异引入的系统误差，提高了各实验室间结果的可比性。4.3试样制备和调湿的规范性强化标准在试样制备方面进一步细化了要求，对试样取样方向的标记、试样在夹具中的定位方式、测厚点的选择以及调湿处理的条件和时间进行了更明确的规定。特别是针对厚度测量，新版标准进一步明确了测量点位置应在试样中心区域，并要求在调湿处理后重新测量试样厚度，因为调湿过程中皮革厚度会因水分吸收而发生可测量的变化。4.4试验结果的判定与报告格式统一新版标准对试验报告所需包含的内容和信息进行了更全面的规定，要求报告应包括：标准编号、样品描述和来源、调湿条件、试样厚度（平均值和各值）、每个试样的胀破强度和胀破高度及平均值、所用钢珠直径、试验速度、标准大气条件、试验日期和人员信息。4.5标准适用范围的界定更加明确新版本在适用范围上进行了调整，明确了不适用于压花革和磨面革的测试，并对厚度上限（3mm）以及钢珠直径与试样厚度的匹配关系做出了更清晰的说明。这有助于避免因试样类型不匹配而产生的误导性测试结果，提高了标准使用的明确性和可操作性。五、标准应用前景与产业价值5.1国际应用现状ISO3379:2024作为国际标准化组织发布的正式标准，在国际皮革贸易中具有广泛的应用基础。欧盟、东南亚、南美等主要皮革产区和消费市场普遍采用ISO3379作为皮革表面力学性