2016/04/04

革の呼吸 2 ~ 透湿度と多孔度の関係

4/04/2016

(1) Wilsonらの実験(1925年と1926年)~透湿度と多孔度の関係
 (1-1) 油脂分の通気性への影響について
 (1-2) 仕上げ剤の通気性への影響について
 (1-3) Varoの実験について
(2) Gulbinienėらの実験
 (2-1) 顔料とアクリル仕上げ剤の透湿度への影響について(2003年)
 (2-2) 接着剤と微孔性ポリウレタン樹脂の透湿度への影響について(2004年)




(1) Wilsonらの実験(1925年と1926年)~透湿度と多孔度の関係
 一部例外はありますが(背景が水色)、空気を通す=湿気も通す、空気を通さない=湿気も通さない、という結果が得られています。ただし、空気が2倍通れば湿気も2倍通る、というような単純な関係ではないのがややこしいところ。2つの実験結果を透湿度が高い順に並べ替えると↓。

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


The very high ventilating powers of the buck and suede leathers may be attributed to their loose, open structures and to the absence of sizing materials, such as are ordinarily used in leather finishing. The effect of grease is shown, in comparing the chrome side, No. 7, with the heavy chrome, No. 15, or the vegetable and chrome sole leathers. The effect of collodion and patent leather varnishes is very marked in the patent leathers.

腹子スエードとバックスキン調スプリットカウの通気性が良いのは、ルーズで隙間が空いた繊維構造と仕上げ剤が無いためかもしれない。油脂の影響は、7.クロム鞣し・半裁スプリットカウ vs 15.クロム鞣し・厚革カウと、17.タンニン鞣し・ステア・ソール vs 18.クロム鞣し・ステア・ソールを比較すると分かる。パテントレザーの仕上げ剤(コロジオン)の影響は際立っている。

(※ 革の詳細、油脂とコロジオン(ニトロセルロース系ラッカー)の重量比は1044~1045ページより抜粋。)


厚さ(mm) 油脂(%) コロジオン(%) 透湿度(%) 多孔度(cm3/分)
8 クロム鞣し・スリンクカーフ(腹子)スエード 0.6 7.1 97 1820
6 クロム鞣し・バックスキン調スプリットカウ 0.88 2.1 95 1183
11 タンニン鞣し・シャーク 0.89 6.9 89 1416
9 未染色・タンニン鞣し・ライニング用カーフ 0.88 7.6 79 246
10 未染色・タンニン鞣し・ライニング用シープ 0.88 6.1 78 251
7 クロム鞣し・半裁スプリットカウ 1.22 5.8 74 369
1 タンニン鞣し・カーフ 1.08 12.0 70 197
2 クロム鞣し・カーフ 1.00 4.6 70 67
3 クロム鞣し・グレージング仕上げ・キッド 0.73 6.6 70 249
4 クロム鞣し・カンガルー 0.53 11.3 65 185
5 タンニン鞣し・コードバン 1.15 18.6 54 41
16 陸軍ブーツ用混合鞣し 2.31 20.4 49 179
15 クロム鞣し・厚革カウ 2.59 14.2 38 45
17 タンニン鞣し・ステア・ソール 6.28 3.2 34 43
13 パテント・クロム鞣し・キッド 0.99 6.6 8.4 9 0
12 パテント・クロム鞣し・スプリットカウ半裁 1.01 10.0 9.0 6 0
14 パテント・クロム鞣し・コルト(子馬) 1.37 5.1 6.1 5 0
18 クロム鞣し・ステア・ソール 4.80 25.4 4 0

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


Here, too, it was noted that the least permeable or porous leathers were those containing large amounts of oils, waxes, or finishing materials. This is strikingly shown in the extremely low values for patent leather, examples of heavily finished leathers, and for the heavily greased harness leather. The vegetable-tanned sole leather contained 3 per cent of grease as against 27 per cent in the chrome sole and the difference in permeability is correspondingly marked. One may infer that, other properties remaining constant, the greater the permeability to water vapor the more comfortable will be the leather on the foot.

ワックスや油脂が大量に入った多脂革(ハーネス用タンニン鞣し・カウ)と、仕上げが厚いパテントレザーは、空気も湿気もほぼ通らない。油脂分27%のクロム鞣しのソールは、油脂分3%のタンニン鞣しのソールと比べて、空気と湿気が通らない。


革など 厚さ(mm) 透湿度(%) 多孔度(cm3/分)
帆布生地 0.61 94 3380
タンニン鞣し・カーフ 1.23 82 635
クロム鞣し・カーフ 1.23 76 789
クロム鞣し・カーフ 1.10 76 592
タンニン鞣し・ホッグ 1.85 76 1750
タンニン鞣し・シープ 1.76 75 194
タンニン鞣し・ディア 1.53 75 231
タンニン鞣し・コルト(子馬) 1.87 74 427
タンニン鞣し・カーフ 1.40 72 383
タンニン鞣し・カーフ 1.87 71 594
クロム鞣し・カーフ 0.96 71 223
グレージング仕上げ・キッド 0.91 70 375
クロム鞣し・カーフ 1.15 68 277
タンニン鞣し・カーフ 1.17 67 80
クロム鞣し・ホッグ 1.64 61 121
グレージング仕上げ・キッド 0.96 52 5 (誤植?)
陸軍ブーツ用混合鞣し・カウ 2.48 52 143
ハンティングブーツ用クロム鞣し・カウ 3.04 36 22
タンニン鞣し・ソール(油脂分3%) 5.19 34 43
パテント・カウ 1.16 6 0
パテント・コルト(子馬) 1.31 6 0
ハーネス用タンニン鞣し・カウ 5.23 5 0
クロム鞣し・ソール(油脂分27%) 4.79 4 0
ゴム 1.00 0 0

<透湿度(%)の計測方法>
 硫酸の吸湿性を使った実験。フタ(A)に革(B)を仕込んだ硫酸入りの瓶と、フタ無しの硫酸入りの瓶を、湿度100%の中で24時間放置。24時間後の革の蓋付き瓶の重量の増加分を、24時間後の蓋無し瓶の重量の増加分で割って、革の透湿度を測る。

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


<多孔度(cm3/分)の計測方法>
 真空ポンプと水入りのボトルの間に革(C)を仕込んで、吸引後のボトルEの目盛りを測る。

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)



(1-1) 油脂分の通気性への影響について
 タンニン鞣しのカーフを脱脂した後、ニーツフットオイルで加脂して実験。横軸は脱脂した革100gに加脂したニーツフットオイルの重量g、左側縦軸は透湿度、右側縦軸は多孔度。
 油脂分が増加するほど多孔度(破線)は減少する。油脂分30%あたりで多孔度はゼロになる。多孔度の減少にやや比例して透湿度(実線)は減少する。油脂分30%あたりで透湿度は急落する。

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


(1-2) 仕上げ剤の通気性への影響について
 未仕上げのタンニン鞣しのカーフに2つの仕上げ剤を塗って実験。横軸は100cm2あたりの革に使った仕上げ剤の重量(mg)、左側縦軸は透湿度、右側縦軸は多孔度。

 カゼイン仕上げ : カゼイン使用量が20mgあたりで多孔度(破線)は急落するが、透湿度(実線)は緩やかに減少するだけ。カゼイン使用量を増加すると、透湿度は約55%に漸近する。

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


 コロジオン(パテント)仕上げ : コロジオン使用量が40mgあたりで多孔度(破線)は急落する。多孔度の減少にやや比例して透湿度は減少し、コロジオン使用量が120mg以上では透湿度は約20%に漸近する。

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


(1-3) Varoの実験について
 未仕上げの革を、グレージング(カゼイン)仕上げを3回し、その後ボーディング仕上げをすると、各仕上げ段階で透湿度と多孔度がどう変わるか、という実験。ボーディング仕上げで多孔度が増加するのは仕上げ剤に微細なひび割れができるためであろう、と。

 Varo, working in the author's laboratories, made a very extensive study of the effects of various finishes and methods of finishing upon the permeability of leather to water vapor and upon its relative porosity. He studied first the effect of glazing colored chrome calf leather to which no finishing material had been applied. The initial permeability value was 88. The first glazing reduced it to 80, the second to 78, and the third to 76. Subsequent graining or boarding did not change this value. The relative porosity was initially 600. The first glazing reduced it to 300, the second to 180, and the third to 170. Subsequent graining brought it back to 250. This work was repeated with the application of a great variety of finishing materials preceding each glazing.
 Shellac preparations caused a greater decrease in ventilating properties than protein finishes.・・・The graining or boarding of leathers after finishing and glazing causes an increase in ventilating power, probably because this operation produces tiny breaks in the hardened film of finishing material.

The chemistry of leather manufacture, by John Arthur Wilson (1928)


仕上げ 透湿度(%) 多孔度(cm3/分)
未仕上げ 88 600
グレージング仕上げ1回目 80 300
グレージング仕上げ2回目 78 180
グレージング仕上げ3回目 76 170
ボーディング仕上げ 76 (変化なし) 250



(2) Gulbinienėらの実験

(2-1) 顔料とアクリル仕上げ剤の透湿度への影響について(2003年)
 Effect of Leather Finishing on Water Vapour Transmission. Part I. Water Vapour Transfer through Pigment Finished Leatherより。

革の厚さ(mm) 顔料とアクリル仕上げ厚さ(mm) 透湿度(g/m2·h)
a. アニリン仕上げ 1.5 ± 0.12 0.0027 (※1) 42
b. 顔料仕上げ 0.0223 41.1
c. 顔料仕上げ 0.0625 32 (※2)
d. 銀擦り・顔料仕上げ 0.1223 23.7

※1 顔料なしで、染料とアクリル仕上げのみ。
※2 この値だけ書かれていなかったのでグラフより読み取った。


(2-2) 接着剤と微孔性ポリウレタン樹脂の透湿度への影響について(2004年)
 Effect of Leather Finishing Technology on Water Vapour Transmission. Part II. Water Vapour Transfer through Microporous Film Laminated Leatherより。

厚さ(mm) 透湿度(g/m2·h)
床革 1.47 40.0
接着剤を塗った床革 1.63 10.3
微孔性ポリウレタン樹脂 0.43 17.7
微孔性ポリウレタン仕上げ革 1.69 10.2


微孔性ポリウレタン仕上げ革の断面。上から、微孔性ポリウレタン樹脂、接着剤、床革。

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