تحدد جودة مواد الأحذية بشكل مباشر راحة الأحذية ومتانتها وسلامتها. وباعتبارهما الفئتين الأساسيتين في سوق مواد الأحذية، يُظهر الجلد والمواد الصناعية اختلافات كبيرة في طرق الاختبار بسبب خصائصهما المادية الكامنة وتقنيات معالجتهما. بالنسبة لمصنعي الأحذية ومؤسسات الاختبار والممارسين المعنيين، يُعد فهم اختلافات الاختبار هذه شرطاً أساسياً بالغ الأهمية لضمان جودة المنتجات والإنتاج المتوافق.

أولاً: الاختلافات المادية بين الجلد والمواد الصناعية

يقدم الجلد، وهو مادة ألياف حيوانية طبيعية، مزايا أساسية في التهوية، وامتصاص الرطوبة، والمرونة، وأنماط الحبيبات الطبيعية. يركز الاختبار على "الحفاظ على الخصائص الطبيعية"، و"تأثير تقنيات المعالجة على خصائص المواد"، و"البلى الطبيعي أثناء الاستخدام"، مع معالجة السلامة الكيميائية والامتثال البيئي أيضاً - نظراً لأن عمليات الدباغة والتشطيب قد تترك مواد كيميائية ضارة متبقية.

المواد الصناعية (التي تشمل أساساً البولي يوريثان PU، وبولي كلوريد الفينيل PVC، والألياف الدقيقة microfiber، والبولي يوريثان الحراري TPU، وغيرها) هي بوليمرات مصنعة اصطناعياً تتميز بمقاومة التآكل، ومقاومة الماء، والتكلفة المنخفضة، والأنماط المتنوعة. يركز الاختبار على "استقرار الخصائص الاصطناعية"، و"الامتثال للمتانة"، و"سلامة التركيب الكيميائي". الهدف الأساسي هو التحقق من ملاءمة الاستخدام طويل الأجل للأحذية مع تخفيف مخاطر السلامة الناتجة عن الإضافات المُدخلة أثناء التصنيع.

ببساطة، اختبار الجلد "يحترم الاختلافات الطبيعية مع التحكم في تأثيرات العمليات"، بينما اختبار المواد الصناعية "يسعى وراء الاتساق الموحد لضمان المتانة المستقرة". هذه المنطق الأساسي يكمن وراء جميع بروتوكولات الاختبار.

ثانياً: الاختلافات في عناصر الاختبار

سواء كان ذلك للجلود أو المواد الاصطناعية، فإن اختبار مواد الأحذية يرتكز على ثلاثة أبعاد أساسية: الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، وأداء السلامة الكيميائية، وتحديد المواد. ومع ذلك، فإن محتويات الاختبار المحددة، والتركيز، ومعايير الحكم تختلف بشكل كبير. وفيما يلي مقارنة لأكثر اختبارات رئيسية استخداماً.

1. اختبار مقاومة الشد والتمزق

تتحقق اختبارات مقاومة الشد والتمزق للجلود بشكل أساسي من مرونة ألياف الكولاجين الطبيعية وقوة الترابط بين الألياف. تتميز بنية شبكة الألياف الطبيعية للجلود بتوزيع غير متساوی للألياف، مما يتطلب جمع العينات من مناطق مختلفة (مثل جانب الحبوب، جانب اللحم) والسماح بتباين الأداء. يتم إجراء الاختبارات باستخدام آلات الاختبار الشاملة وفقاً لمعايير GB/T 4689.5 و ISO 3376. يجب أن تلبي جلود الأجزاء العلوية مقاومة شد ≥ 15 نيوتن/مم² ومقاومة تمزق ≥ 30 نيوتن/مم² عن كثب. يتم ايلاء اهتمام وثيق لأنماط كسر الألياف أثناء الشد لتحديد ما إذا كان الدباغة غير الكافية تتسبب في كسر الألياف الهشة.

بالنسبة للمواد الاصطناعية، تتحقق اختبارات مقاومة الشد والتمزق بشكل أساسي من درجة البلمرة وقوة الترابط بين الجزيئات. تظهر الألياف الاصطناعية ترتيباً منتظماً وبنية موحدة، مع عدم وجود اختلاف إقليمي في عينات الاختبار، مما يتطلب قيم أداء مستقرة. أخذ جلد البولي يوريثان كمثال، يتبع الاختبار معايير GB/T 1037 مع تركيز أكبر على الاستطالة عند الانكسار (عادةً ≥ 300%). هذا يضمن أن المواد الاصطناعية تتحمل ثني الأحذية وتشوهها دون أن تتشقق بسبب خصائص الشد غير الكافية. يجب أن يتوافق اختبار مقاومة الشد لنعل البولي يوريثان الحراري TPU مع معايير T/GDFMA، مما يتطلب مقاومة شد النعل الخارجي ≥ 5.0 ميغاباسكال.

2. اختبار مقاومة الانحناء

تخضع مواد الأحذية لانحناء متكرر أثناء الاسترياء، وتحدد مقاومة الانحناء بشكل مباشر مدى القابلية للتصدع أو الكسر. يكمن الاختلاف الأساسي في الاختبار في "السيناريوهات المحاكاة" و"معايير التقييم".

تحاكي اختبارات انحناء الجلود "خصائص الإجهاد" للألياف الطبيعية. باستخدام جهاز اختبار انحناء الجلود، تُجرى الاختبارات وفقاً لمعايير GB/T 4689.9 أو ISO 5402. ظروف الاختبار تكون خفيفة نسبياً (عادةً درجة حرارة الغرفة مع رطوبة مُحكَمَة)، وتتطلب دورات انحناء ≥100,000 دورة دون تصدع. تشمل الملاحظات الرئيسية ما إذا كان سطح الحبيبات يطور تكوين حبيبات أو تشققات، وما إذا كان جانب اللحم ينفصل - خاصة بالنسبة للجلود المقشورة والجلود المطلية، حيث يجب الانتباه إلى الالتصاق بين الطلاء وركيزة الجلد لمنع تقشر الطلاء أثناء الانحناء. بالنسبة للجلود المعالجة خصيصاً، يتطلب الأمر اختباراً إضافياً لتقييم تغيرات فرق اللون بعد الثني، مما يضمن استقرار المظهر.

يجب أن يحاكي اختبار مقاومة الطي للمواد التركيبية "الاستقرار تحت التشوه عالي التردد". يُجرى باستخدام أجهزة اختبار مقاومة طي مواد الأحذية وفقاً لمعايير GB/T 3903.1 وISO 5402، وتتطلب بعض المواد التركيبية (مثل جلد PVC) اختباراً في درجات حرارة منخفضة (محاكاة سيناريوهات الارتداء في الشتاء). يجب ألا تظهر النتائج أي تشققات أو كسور أو انفصال للطبقات بعد الثني. أخذ جلد PU التركيبي كمثال، يجب ألا يُظهر تقييم ما بعد الاختبار أي تشقق للركيزة ولا تقشراً للطلاء على مساحة واسعة. بالنسبة لنعال البولي يوريثان المركبة، يجب ألا ينتج عن الانحناء أكثر من 3 شقوق جديدة، يقل طول كل منها عن 5.0 مم، دون تشقق الطلاء أو انفصال المكونات.

3. اختبار مقاومة التآكل

يركز اختبار تآكل الجلود على "مقاومة تآكل الحبيبات" نظراً لأن الجاذبية الجمالية للجلود تعتمد بشكل أساسي على حبيباتها (الملمس الطبيعي). تُجرى الاختبارات باستخدام أجهزة اختبار التآكل Taber وأجهزة اختبار التآكل Martindale وفقاً لمعايير GB/T 3903.16 وISO 17704. محاكاة لسيناريوهات احتكاك الجزء العلوي، يتطلب الاختبار ≥5000 دورة دون تآكل ملحوظ أو فقدان للحبيبات، مع السماح بتكوين وبر خفيف (يعتبر لباساً عادياً للألياف الطبيعية). بالنسبة للجلود ذات الحبيبات الكاملة، يجب أن يؤكد فحص ما بعد الاختبار سلامة مسام الحبيبات للحفاظ على التهوية.

بالنسبة للمواد الاصطناعية، ينصب التركيز على "مقاومة التآكل الكلية" نظراً لافتقار المواد الاصطناعية إلى الحبيبات الطبيعية. يتم تحديد أداء التآكل أساساً من خلال طلاء السطح والركيزة. يتم استخدام نفس معدات الاختبار، ولكن بحمل أعلى وعدد أكبر من الدورات (على سبيل المثال، الجلود الاصطناعية لأحذية الرياضة تتطلب ≥10,000 دورة دون تآكل كبير). وإذا أخذنا جلد الـ PVC كمثال: بعد اختبار التآكل، يجب ألا تتعرض الركيزة، ويجب ألا يظهر طلاء السطح أي تقشير واسع النطاق. أما بالنسبة للنعل الخارجي الاصطناعي المصمت، فيجب أن يكون فقدان الحجم النسبي ≤300 مم³؛ وبالنسبة للنعول الخارجية دقيقة المسام، يجب أن يكون فقدان الكتلة النسبي ≤200 ملغ.

4. اختبار السماكة والكثافة

يجب أن يأخذ اختبار سمك الجلد في الاعتبار التغيرات الطبيعية. يُستخدم مقياس سمك بدقة 0.01 مم، وفقاً لمعياري GB/T 4689.4 و ISO 2589. يُسمح بتفاوت في السمك قدره ±0.2 مم ضمن الدفعة نفسها. ويتم التركيز على كيفية تأثير انتظام السمك على ملاءمة الحذاء -لا سيما بالنسبة لجلد الجزء العلوي، حيث يمكن أن يتسبب السمك غير المنتظم في حدوث عدم استواء بعد تشكيل الحذاء.

يتطلب اختبار السمك للمواد التركيبية دقة عالية للغاية، مع عدم السماح بأي انحراف ملحوظ. يجب التحكم في التفاوتات في حدود ±0.1 مم. ويرجع ذلك إلى أن المواد التركيبية المستخدمة في الأحذية يجب أن تتوافق بدقة مع المكونات الأخرى (مثل النعل الخارجي والنعل الداخلي)، ويمكن أن تؤدي اختلافات السمك إلى الإضرار بالسلامة الهيكلية العامة للأحذية.

ثالثاً: الاختلافات في معايير وأدوات الاختبار

(1) معايير الاختبار: مواصفات مصنفة ذات تركيزات متميزة

تنقسم معايير اختبار الجلود والمواد الاصطناعية إلى معايير محلية (GB، QB) ومعايير دولية (ISO، ASTM). ومع ذلك، فإن كل نظام معياري له تركيزه الخاص ويوفر معايير صريحة ومخصصة لمختلف المواد لتجنب الخلط المتبادل.

معايير اختبار الجلود: محلياً، سلسلة GB/T 4689 (الخواص الفيزيائية)، GB/T 19941، وسلسلة GB/T 22807 (الخواص الكيميائية). دولياً، تعد سلسلة المواصفات ISO 3376، ISO 3377، و ISO 17075 هي الأساسية، كما يُشترط أيضاً الامتثال لمتطلبات العلامة البيئية OEKO-TEX® LEATHER. تنظم هذه المعايير بشكل أساسي طرق الاختبار ومعايير الحكم للمواد الطبيعية، مع السماح بالتفاوتات الطبيعية المتأصلة.

معايير اختبار المواد الاصطناعية:

تتضمن المعايير المحلية بشكل أساسي GB/T 1037 (جلود البولي يوريثين)، GB/T 13542.2 (جلود PVC)، ومعايير T/GDFMA (النعل الاصطناعي). دولياً، تسود سلسلة مواصفات ISO 14253 و ISO 15985. تؤكد هذه المعايير على اختبارات التوحيد والاستقرار للمواد الاصطناعية، وتتطلب الحد الأدنى من الاختلاف في الأداء مع الامتثال لمعايير OEKO-TEX® 100 لضمان السلامة الكيميائية.

(2) أجهزة الاختبار: الاختيار المخصص للمواد لضمان الدقة

يجب أن تتوافق تشكيلة الأجهزة مع خصائص المواد. تركز معدات اختبار الجلود على "التكيف مع الاختلافات الطبيعية"، بينما يركز اختبار المواد الاصطناعية على "التحكم في خطأ الدقة". الاختلافات الجوهرية بين الأجهزة هي كما يلي:

• الأجهزة الشائعة: آلة الاختبار الشاملة (UTM) لاختبار قوة الشد والتمزق؛ جهاز اختبار التآكل Taber/Martindale لمقاومة التآكل؛ جهاز اختبار الانحناء لتحمل الثني؛ مقاس السمك لقياس الأبعاد; جهاز ICP-MS لتحليل المعادن الثقيلة. ومع ذلك، تختلف إعدادات المعلمات: - توفر معدات اختبار الجلود نطاقات تعديل أوسع لاستيعاب العينات من مختلف الأماكن والأعماق. تتميز أجهزة اختبار المواد الاصطناعية بمعلمات أكثر دقة وتحكم أكثر صارمة في الأخطاء.

• أدوات خاصة بالجلود: جهاز اختبار انضغاط الجلود (يقيس مقاومة انضغاط الجلود العلوية وفقاً لمعايير ISO 3379 و QB/T 2711)، مطياف الأشعة تحت الحمراء الدقيقة، مضخم تفاعل البلمرة المتسلسل PCR (للتعرف على البيولوجيا الجزيئية)، جهاز اختبار الانثناء الخاص بالجلود (محاكاة خصائص إرهاق الألياف الطبيعية).

• الأدوات الخاصة بالمواد الصناعية: محلل قياس الوزن الحراري (TGA، للتعرف على المواد)، جهاز التحليل الحراري التحللي المرتبط بـ GC/MS (التعرف الدقيق على أنواع المواد الصناعية)، جهاز اختبار الانحناء درجات الحرارة المنخفضة (محاكاة أداء الانحناء في درجات الحرارة المنخفضة)، مقياس الكثافة (قياس دقيق لكثافة النعل الصناعي).

بالإضافة إلى ذلك، ولمعالجة نقاط الضعف في الصناعة، ظهرت أدوات اختبار محمولة. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) المحمولة التمييز بين الجلد الطبيعي والمواد الاصطناعية في الموقع في غضون 5 ثوانٍ بدقة تزيد عن 95%. تتيح تقنية التعرف على الصور بالذكاء الاصطناعي تحديد المواد بسرعة من خلال التقاط أنماط الملمس الدقيق عبر التصوير الماكرو للهواتف الذكية ومقارنتها بقواعد البيانات، مما يعزز كفاءة الاختبار بشكل كبير.

رابعاً: الخاتمة

تنشأ الاختلافات في طرق اختبار مواد الأحذية المصنوعة من الجلد والمواد الاصطناعية أساساً من الخصائص المتأصلة "للجداول الطبيعية" مقابل "المواد الاصطناعية المصنوعة". يحترم اختبار الجلود التباينات الطبيعية، مع التركيز على التحكم في تأثير تقنيات المعالجة على أداء المواد والسلامة الكيميائية مع موازنة المتانة مع السمات الطبيعية. يسعى اختبار المواد الاصطناعية إلى تحقيق الاتساق القياسي، مع إعطاء الأولوية لاستقرار المواد ومتانتها مع الإدارة الصارمة لمخاطر السلامة المرتبطة بالمضافات الاصطناعية.

إن فهم فروق الاختبار هذه يمكّن مصنعي الأحذية من تحسين اختيار المواد الخام والتحكم في عملية الإنتاج، مما يمنع عدم امتثال المنتجات بسبب طرق الاختبار غير المناسبة. أما بالنسبة لمؤسسات الاختبار، فهو يتيح اختياراً دقيقاً لعناصر الاختبار والأدوات والمعايير، مما يعزز كفاءة الاختبار ودقته. وبالنسبة لصناعة أدوات اختبار الأقمشة، يتيح هذا التطوير المستهدف لمعدات اختبار متخصصة لمختلف المواد - مثل أدوات التحديد المحمولة والمحللات الكيميائية عالية الكفاءة - لتلبية متطلبات الاختبار المتنوعة في القطاع. وهذا يدفع صناعة اختبار مواد الأحذية نحو قدر أكبر من الكفاءة والدقة والاستدامة البيئية.

البريد الإلكتروني: hello@utstesters.com

مباشر: + 86 152 6060 5085

هاتف: +86-596-7686689

الموقع الإلكتروني: www.utstesters.com