Der Einfluss wechselnden Feuchtigkeitsgehaltes auf die Festigkeitseigenschaften von Leder. Der Einfluss wechselnden Feuchtigkeitsgehaltes auf die Festigkeitseigenschaften von Leder. Gleich anderen hygroskopischen Stoffen ändert auch Leder seine Festigkeitseigenschaften mit dem Feuchtigkeitsgehalt. Um dieser bekannten Erfahrung bei der Prüfung Rechnung zu tragen, pflegt man vorzuschreiben, dass die Versuchsstücke vor der Prüfung in einem Raum von bestimmter relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden, damit ihr eigener Feuchtigkeitsgehalt der Luftfeuchtigkeit sich zunächst anpasst. Naturgemäss sind hierzu auch für die Dauer des Lagerns bestimmte Vorschriften zu geben. Um nun möglichst gleiche Versuchsbedingungen für alle Proben zu erzielen, ist es zweckmässig, die Lagerdauer so zu wählen, dass die Proben den höchsten Feuchtigkeitsgehalt annehmen, den sie überhaupt bei der vorgeschriebenen relativen Luftfeuchtigkeit des Lagerraumes zu erreichen vermögen. Man hat also bei Aufstellung von Prüfungsvorschriften auch den Verlauf der Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft oder deren Abgabe an dieselbe zu beachten. Textabbildung Bd. 319, S. 699 Fig. 1. Verlauf der Feuchtigkeitsaufnahme bei Aenderung der Luftfeuchtigkeit von ∾ 52 auf 87 v. H. Textabbildung Bd. 319, S. 699 Fig. 2. Verlauf der Feuchtigkeitsaufnahme bei Aenderung der Luftfeuchtigkeit von ∾ 46 auf 65 v. H. Textabbildung Bd. 319, S. 699 Fig. 3. Verlauf der Feuchtigkeitsaufnahme für Geschirrleder bei Aenderung der Luftfeuchtigkeit von 60 auf 81 v. H. Textabbildung Bd. 319, S. 699 Fig. 4. Verlauf der Feuchtigkeitsabnahme bei Aenderung der Luftfeuchtigkeit von 82 auf 60 v. H. Mit Rücksicht auf die Schwierigkeit der Bestimmung des Materialquerschnittes bei Leder wird dessen Festigkeit nicht so sehr nach der Bruchspannung, d.h. nach der Belastung der Querschnittseinheit beim Bruch, beurteilt, sondern nach der Reisslänge, d.h. der Länge, die dem Probestreifen zu geben wäre, damit er, frei hängend gedacht, unter seinem Eigengewicht am oberen Ende abreisst. Hierbei kommt also nicht nur die Festigkeitallein, sondern auch das Gewicht der Längeneinheit in Frage. Letzteres ändert sich nun zunächst wieder unmittelbar mit dem Feuchtigkeitsgehalt des Leders, dann aber auch dadurch, dass der Feuchtigkeitsgehalt die Länge der Probe beeinflusst. Infolge des stetigen Witterungswechsels wird es, besonders bei Untersuchungen in der Praxis nur selten möglich sein, die Proben vor der Prüfung während bestimmter Dauer bei bestimmter relativer Luftfeuchtigkeit zu lagern. Um nun in solchen Fällen trotzdem die erhaltenen Versuchsergebnisse richtig beurteilen und mit anderen in Vergleich stellen zu können, wird man nach vorstehendem zu berücksichtigen haben: 1. den Verlauf der Aufnahme oder Abgabe von Feuchtigkeit aus der oder an die Luft, 2. den Einfluss veränderten Feuchtigkeitsgehaltes des Leders auf die Länge der Proben und 3. den Einfluss veränderten Feuchtigkeitsgehaltes des Leders auf seine Festigkeitseigenschaften (Zugfestigkeit, Reisslänge und Dehnbarkeit. Einen Beitrag zur Klärung dieser Fragen liefert die Untersuchung, welche Professor Rudeloff im Königlichen Materialprüfungsamt zu Gross-LichterfeldeD. p. J. 1904, 319, S. 471. ausführte und über die er in den „Mitteilungen“ des Amtes, 1904, S. 8–47, berichtet. Die Untersuchung erstreckte sich auf Chromleder, gefettetes Leder, Treibriemenleder und Geschirrleder. Bezüglich der Einzelheiten der Probenentnahme, der Versuchsausführung und der ausführlich mitgeteilten Beobachtungswerte möge auf die Quelle verwiesen sein; hier sollen nur die Endergebnisse besprochen werden. Textabbildung Bd. 319, S. 700 Fig. 5. Verlauf der Feuchtigkeitsabnahme bei Aenderung der Luftfeuchtigkeit von 82 auf 65 v. H. Textabbildung Bd. 319, S. 700 Fig. 6. Verlauf der Feuchtigkeitsabnahme bei Aenderung- der Luftfeuchtigkeit von 65 auf 50 v. H. Textabbildung Bd. 319, S. 700 Fig. 7. Mittlerer Feuchtigkeitsgehalt des Leders bei wachsender Luftfeuchtigkeit. Die Veränderung des Gewichts, welches die Proben bei der zu Beginn der Untersuchung gerade herrschenden relativen Luftfeuchtigkeit angenommen hatten, während des Lagerns an der Luft von höherem oder geringerem Feuchtigkeitsgehalt zeigen die Schaulinien (Fig. 1–6). Sie lassen übereinstimmend erkennen, dass alle untersuchten Ledersorten besonders in der ersten Zeit des Lagerns sehr schnell Feuchtigkeit aus der Luft aufnahmen (Fig. 1-3) oder an dieselbe abgaben (Fig. 4–6). Der Gleichgewichtszustand aber wurde bei Feuchtigkeitsabgabe erst nach 100 bis 200 Stunden erreicht, je nach der Art des Leders und dem Unterschiede in den Luftfeuchtigkeiten. Bei Feuchtigkeitsabgabe scheint der Gleichgewichtszustand schneller einzutreten (vergl. Fig. 2 und 6). Textabbildung Bd. 319, S. 700 Fig. 8. Einfluss der Luftfeuchtigkeit auf die Reisslänge von Chromleder. Aus der Lage der Linie . –––– . zu den übrigen (Fig. 1 und 2) folgt ferner, dass das Chromleder unter sonst gleichenBedingungen erheblich grössere Gewichtszunahme erfuhr, als das geölte und das Treibriemenleder. Bei letzterem und bei dem Geschirrleder (Fig. 3) äusserte sich der Einfluss der Lederdicke in grösserer Gewichtszunahme und langsamerer Sättigung des dickeren Leders dem dünneren gegenüber. In Fig. 7 sind nun ferner die mittleren Feuchtigkeitsgehalte der drei Ledersorten, bezogen auf das Gewicht nach Trocknung bei 100° C., geordnet nach wachsender Luftfeuchtigkeit aufgetragen. Die Lage der drei Linien zu einander bestätigt, dass das Chromleder bei gleicher Luftfeuchtigkeit erheblich grösseren Feuchtigkeitsgehalt besitzt, als das geölte und das Treibriemenleder, deren Feuchtigkeitsgehalte nahezu vollkommen mit einander übereinstimmen. Der Verlauf der Linien im einzelnen zeigt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des bis zum Feuchtigkeitsausgleich an der Luft gelagerten Leders bis zu etwa 60 v. H. Luftfeuchtigkeit mit der letzteren proportional, bei grösserer Luftfeuchtigkeit aber schneller zunahm als letztere. Besonders deutlich tritt diese Erscheinung am Chromleder auf. Textabbildung Bd. 319, S. 700 Fig. 9. Einfluss der Luftfeuchtigkeit auf die Reisslänge von Treibriemenleder. In Uebereinstimmung hiermit ist die Beobachtung, dass die Länge der Proben beim Anwachsen der Luftfeuchtigkeit auf 60 v. H. ebenfalls mit der letzteren proportional zunahm, bei grösserer Luftfeuchtigkeit aber, besonders beim Chromleder, in stärkerem Masse wuchs. Der Feuchtigkeitsgehalt des Leders selbst bewirkte besonders starke Längenzunahmen der Proben, wenn er von 10 auf 40 v. H. wuchs; bei weiterem Ansteigen wurde sein Einfluss auf die Längenzunahme geringer. Letztere betrug zwischen 10 und 30 v. H. Feuchtigkeitsgehalt beim Chromleder etwa 2,3 v. H., beim Riemenleder 0,8 v. H. Die Zerreissversuche ergaben, dass die Dehnung für gleiche Zugspannungen beim Chromleder mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt grösser war als bei dem feuchteren Leder. Aehnlich scheint das geölte Leder sich zu verhalten. Dagegen war der Einfluss des Feuchtigkeitsgehaltes auf die Dehnbarkeit des Treibriemenleders bei den einzelnen Proben verschieden. Die Zugfestigkeit des Leders war um so grösser, je grösser der relative Feuchtigkeitsgehalt der Luft gewesen war, bei dem die Proben gelagert hatten. Textabbildung Bd. 319, S. 701 Fig. 10. Einfluss des Feuchtigkeitsgehaltes beim Chromleder auf seine Festigkeit. Am grössten war die Festigkeitszunahme beim Chromleder. Sie betrug für die Zunahme der Luftfeuchtigkeit um je 1 v. H. etwa 2 kg/qcm und insgesamt bei Steigerung der relativen Luftfeuchtigkeit von 20 auf 95 v. H. etwa 100 v. H. der bei 20 v. H. Luftfeuchtigkeit ermittelten Festigkeit. Bei den beiden anderen Ledersorten ist sie erheblich geringer und zwar ist sie für das Treibriemenleder für den vorgenannten Feuchtigkeitsunterschied (20–95 v. H.) nur auf 30 v. H. zu schätzen. Den Einfluss wachsender Luftfeuchtigkeit auf die Reisslänge von zwei Sorten Chromleder (A und B) und von Treibriemenleder (E, F, G) zeigen Fig. 8 und 9. Um den Einfluss der zufälligen Unterschiede in den Festigkeiten des Leders an verschiedenen Stellen der Haut möglichst auszuschliessen und zugleich die Veränderung der Festigkeit mit wachsendem Feuchtigkeitsgehalt des Leders selbst darzustellen, vergleicht Rudeloff die Ergebnisse immer für je zwei unmittelbar nebeneinander entnommene und bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten geprüfte Streifen. Bei den vier Streifen-Paaren aus Chromlederwar immer eine Probe bei 57 v. H., die zweiten dagegen bei 95, 86, 65 und 23 v. H. Luftfeuchtigkeit geprüft. Bei 57 v. H. Luftfeuchtigkeit betrug der Feuchtigkeitsgehalt des Leders 16,9–20,6 v. H. im Mittel 19 v. H. des Trockengewichtes. Dieser Zustand ist als Ausgangspunkt der Betrachtung gewählt, indem die bei anderen Feuchtigkeitsgehalten erzielten Werte für die Festigkeit und Reisslänge auf die bei 19 v. H. bezogen sind. Die so erhaltenen Verhältniszahlen sind in Fig. 10 zu Schaulinien aufgetragen. Aus ihrem Verlauf folgt, dass die Festigkeit des Chromleders mit wachsendem Feuchtigkeitsgehalt des Leders anfänglich zunahm und mit Ueberschreitung eines gewissen Feuchtigkeitsgehaltes wieder abnahm. Die Höchstwerte wurden gefunden für die Zugfestigkeit bei etwa 50 v. H. und für die Reisslänge, bezogen auf das Feuchtgewicht des Leders, bei etwa 30 v. H. Feuchtigkeitsgehalt. Bei dem geölten und Treibriemenleder trat der Einfluss seines Feuchtigkeitsgehaltes weniger deutlich zutage. So liessen von sieben Probenpaaren nur fünf erkennen, dass die Festigkeit mit wachsendem Feuchtigkeitsgehalt wuchs, während bei den beiden anderen Paaren die feuchteren Proben die weniger festen waren. Auf Grund der besprochenen Ergebnisse empfiehlt Rudeloff bei Festigkeitsuntersuchungen folgende Punkte zu beachten. „Da der Feuchtigkeitsgehalt des Leders sich mit wechselnder Luftfeuchtigkeit schnell ändert und zugleich auch die Festigkeit, so sollten Zerreissversuche mit Leder möglichst bei demselben Feuchtigkeitsgehalt ausgeführt werden. Wie durch Fig. 7 dargetan ist, nahmen die verschiedenen Ledersorten beim Lagern in demselben Raum, d.h. bei gleicher Luftfeuchtigkeit verschiedene Feuchtigkeitsgehalte an. Dieser Umstand macht es undurchführbar, die Lederproben vor dem Versuch auf gleichen Feuchtigkeitsgehalt zu bringen. Es empfiehlt sich daher, die Proben für die Festigkeitsversuche vor der Prüfung bis zur Gewichtsgleichheit stets in einem Raum mit bestimmtem Feuchtigkeitsgehalt zu lagern und dann nach dem Zerreissversuch den wirklichen Feuchtigkeitsgehalt des Leders zu ermitteln und bei den Ergebnissen des Zerreissversuches mit anzugeben. Die normale Luftfeuchtigkeit des Versuchsraumes sollte man, anschliessend an den bei Papierprüfungen bereits bestehenden Gebrauch, auch bei Lederprüfungen auf 65–70 v. H. festsetzen. Die Lagerdauer der Proben bis zur Prüfung in einem solchen Raum wird dann im Hinblick auf Fig. 1–6 zweckmässig auf mindestens 8 Tage bemessen. Man kann dann von den zeitraubenden, wiederholten Gewichtserhebungen zur Feststellung der Gewichtsgleichheit absehen und hätte nur das nach 8 Tagen Lagerzeit erreichte Gewicht festzustellen. Nach beendetem Zerreissversuch wäre dann noch das Gewicht der bei 100° C. getrockneten Proben zu ermitteln und aus dem Unterschiede zwischen beiden Gewichten der Feuchtigkeitsgehalt zu berechnen, den die Probe bei dem Festigkeitsversuch hatte. Die Reisslänge sollte stets auf das Gewicht der bei 100° C. getrockneten Probe bezogen werden.“