Improvements in Gakushin Wear Testing through Laboratory Automation

Abstract

Coatings designed for leather finishes are subjected to ever increasing performance specifications, requiring accurate assessments to properly judge performance. Unfortunately, the results of many tests utilized to determine leather finish performance are plagued by high levels of variability. One such test is the Gakushin wear resistance test, which is required by a number of Japanese auto manufacturers, but can be used more generally to measure wear performance important to most automotive OEMs. Gakushin wear testing also requires intensive operator monitoring over lengthy test cycles and does not present an easily determined endpoint. It is therefore often run unmonitored as a pass/fail test, forfeiting the potential to detect performance gradients among samples.In order to address these challenges, a new system has been developed that preserves the critical components of the wearing system, but adds automation and imaging systems that allow it to run completely unattended. A digital control circuit that periodically interrupts the wearing cycle initiates the capture and storage of high resolution images of the leather samples under test. After the test is completed, the operator is able to view the sequential images, selecting the exact point of coating failure. One benefit of this system is higher productivity, since the test can be run unattended. Also, since the operator is able to evaluate images of the coating both before and after the selected endpoint, the error associated with endpoint detection is minimized and the test yields more precise data than when performed in pass/fail mode. This combination of higher productivity and more precise endpoint detection facilitates the use of statistical data analysis on the results. In addition, the images showing coating wear following the endpoint allow an analysis of failure mode. These factors combine to make the improved Gakushin instrument a potent product development tool for wear resistant topcoats. RESUMENLos acabados diseñados para las terminaciones del cuero son sometidos cada vez a mayores especificaciones de performance, lo que requiere de una evaluación exacta a fin de juzgar adecuadamente el desempeño. Desafortunadamente, los resultados de varios ensayos utilizados para determinar la performance del acabado del cuero se ven afectadas por altos niveles de variabilidad. Uno de estos ensayos es la prueba de resistencia al desgaste Gakushin, el cuál es requerido por una serie de fabricantes japoneses de automóviles, pero puede ser utilizado generalmente para medir la performance de desgaste, importante para los fabricantes de autopartes. La prueba de resistencia al desgaste Gakushin también requiere un seguimiento intensivo del operador en largos ciclos de prueba y no presenta un punto final fácilmente determinable. Por lo tanto, a menudo se ejecuta sin monitoreo como un test pasa/no pasa, perdiendo el potencial de detectar gradientes de performance entre las muestras.Para hacer frente a estos desafíos, un nuevo sistema ha sido desarrollado protegiendo los componentes críticos del sistema de desgaste, y añadiendo los sistemas de automatización y de imagen que permiten que se ejecute completamente sin monitoreo. Un circuito de control digital periódicamente interrumpe el ciclo iniciando la captura y el almacenamiento de imágenes de alta resolución de las muestras de cuero a ensayar. Después que la prueba se ha completado, el operador es capaz de ver las imágenes secuenciales, seleccionando el punto exacto de la falla del acabado. Una ventaja de este sistema es una mayor productividad, ya que la prueba se puede ejecutar sin vigilancia. También, puesto que el operador es capaz de evaluar las imágenes del acabado, tanto antes como después de que el punto final seleccionado, el error asociado con la detección del punto final se minimiza y el ensayo proporciona datos más precisos que cuando se realiza en modo pasa/no pasa. Esta combinación de una mayor productividad y mayor precisión en la detección de punto final facilita el uso de análisis de datos estadísticos sobre los resultados. Además, las imágenes que muestran el desgaste del acabado tras el punto final permiten un análisis de modo de falla. Estos factores se combinan para hacer del instrumento Gakushin mejorado una herramienta potente para el desarrollo de productos acabados resistentes al desgaste.