Absztrakt: A mikroszálas szintetikus bőr védőcipők funkcionális követelményeinek megfelelően a mikroszálas szintetikus bőr alapszövet és a száraz furnér poliuretán (PU) fólia vízálló és nedvességáteresztő mechanizmusát tárgyalták. A védőcipőkhöz való mikroszálas szintetikus bőr alapszövet kialakítását tervezték. Szerkezze fel és válassza ki a hidrofil poliuretán gyantát a mikroszálas szintetikus bőr felületi rétegének gyantájaként, és szabályozza a PU fólia mikropórusátmérőjét, hogy megfeleljen a vízálló és nedvességáteresztő képesség követelményeinek. Ezzel egyidejűleg bemutatásra kerül a mikroszálas szintetikus bőr védőcipők alkalmazási területei.
Kulcsszavak: védőcipő; mikroszálas; szintetikus bőr; nedvességáteresztő képesség; vízálló; Munkabiztosítási cipők; antisztatikus cipők; lábujjvédő biztonsági cipők;
1. Bemutatkozás
A védőcipő olyan cipő, amelyet a munkahelyen viselnek, hogy megóvják a lábat a sérülésektől. Európa és Amerika fejlett országaiban az egyéni munkavédelmi termékek vagy egyéni katonavédelmi rendszerek részét képezik. A közelmúltban egyre több országban követelik meg a személyzetet, hogy a munkavégzés közbeni esetleges veszélyek megelőzése érdekében védőcipőt viseljenek, Kínában egyes iparágak vagy cégek is megkövetelik az emberektől, hogy munka közben védőcipőt viseljenek, így a védőcipők piaca egyre nagyobb lesz. Számos környezetvédelmi törvény és előírás bevezetése, valamint a bőr magas költsége és korlátozott forrása, valamint néhány speciális alkalom (például aszeptikus munka) miatt a bőr hajlamos a bomlásra, és a baktériumok nehezen tudnak megfelelni a követelményeknek. . Ezért az emberek elkezdtek alternatívákat keresni a dermis helyett. Az utóbbi években egyre népszerűbbek a poliuretán mikroszálas nylon műbőrből (mikroszálas szintetikus bőrből) készült védőcipők.
A bőrhöz képest a mikroszálas műbőr hibája az, hogy nem szívja magába az izzadságot és nem lélegzik, így az emberek kényelmetlenül érzik magukat, és béna. A szuperszálas szintetikus bőr védőcipőkhöz kifejezetten a bőr nedvszívó- és áteresztőképessége alapján készült. Nedváteresztő és vízálló tulajdonságokkal is rendelkezik, vagyis a cipők megakadályozzák, hogy a külső eső behatoljon a cipőbőrbe viselés közben, és ezzel egyidejűleg a cipőben lévő izzadság kiürül, kényelmessé téve az embereket.
Ebben a cikkben a mikroszálas szintetikus bőr alapszövet nedvességáteresztő és vízálló mechanizmusát tárgyaltuk, és megkaptuk a nedvességáteresztő vízálló mikroszálas szintetikus bőr alapszövet elkészítési módját. Szóba került a mikroszálas műbőr száraz laminálási eljárása. Elemezték a mikroszálas szintetikus bőr poliuretán (PU) gyanta és a szuperszálas szintetikus bőr PU fólia nedvességáteresztő képességét és vízálló mechanizmusát. Megtörtént a mikroszálas szintetikus bőr előkészítése védőcipőhöz. Elméleti alapot biztosítva lehetséges a természetes bőr helyettesítése mikroszálas szintetikus bőrrel.
2 Mikroszálas szintetikus bőr védőcipőkhöz való folyamattervezése
A védőcipők műbőrének meg kell felelnie az EN345-nek vagy az ISO20345-nek ahhoz, hogy a külföldi piacokon forgalomba kerüljön (EN345 vagy ISO20345 a védőcipőkhöz való hozzáférés európai és amerikai szabványa). A védőcipőkhöz készült szuperszálas műbőr nedvességáteresztőképességi indexe legalább 0,8 mg/(cm2·h) vízgőz-áteresztést és 1,5 mg/cm2-nél nagyobb vagy egyenlő vízgőz-áteresztőképességet igényel, míg a vízállósági index vízigénye abszorpciós arány 30% vagy annál kisebb és vízkopás. A permeabilitás kisebb vagy egyenlő, mint 0,2 mg. A nedvességáteresztő és vízálló technológia követelményeinek való megfelelés érdekében a mikroszálas műbőr alapszövet és a száraz furnér két részéből a védőcipők szuperszálas szintetikus bőrét tervezték.
2.1 Mikroszálas szintetikus bőr alapszövet védőcipőkhöz való folyamattervezés
2.1.1 Vízálló és nedvességáteresztő szerkezet mikroszálas szintetikus bőr alapkendő védőcipőkhöz
A védőcipőkhöz készült szuperszálas szintetikus bőr alapkendő nedvességáteresztő képességének és vízálló funkciójának tanulmányozásához először a mikroszálas szintetikus bőr alapkendő nedvességáteresztő és vízállóságának mechanizmusát kell elemezni. A nedvesség átadása valójában két folyamat, az adszorpció és az átvitel. Először a cipő belsejében lévő vízgőz (azaz izzadság) adszorbeálódik a cipő belső oldalán, majd a cipő belsejéből a cipő külső oldalára kerül. Az adszorpciós folyamathoz vízgőz adszorpciós pontra van szükség a mikroszálas szintetikus bőr alapkendőn. Az adszorpciós pont az lehet, hogy a vízmolekulákat hidrogénkötések adszorbeálják vagy porózusan adszorbeálják. Adszorpciós pontok nélkül a vízgőz nem adszorbeálódik, és a cipőben lévő izzadság nem használható fel. Transzfer ki, így a mikroszálas szintetikus bőr alapszövet tervezésekor a mikroszálas szintetikus bőr alapszövetnek bizonyos hidrofil abszorpciós funkcióval kell rendelkeznie. A víz és a műbőr alapszövet nejlonszála könnyen képez hidrogénkötéseket, és bizonyos hidrofilitású, így az alapszövet bizonyos hidrofilitású. Ráadásul minél több pórus van a mikroszálas szintetikus bőr alapszöveten, annál nagyobb a fajlagos felület. Minél könnyebb a vízgőz adszorbeálása. A vízpára behatolásánál, ha a mikroszálas szintetikus bőr alapszövet pórusátmérője nagy és a nyitási arány nagy, a vízgőz átadási sebessége gyors és az átvitel mértéke nagy. Az 1. ábra egy szuperszálas szintetikus bőr alapszövet szerkezetét mutatja védőcipőkhöz. Látható, hogy a védőcipők számára készült mikroszálas szintetikus bőr alapszövet keresztmetszete számos mikropórust tartalmaz, amelyek megkönnyítik a nedvesség átvitelét a cipőben.
Ugyanakkor a mikroszálas szintetikus bőr alapszövet pórusátmérője általában nagy és egyenetlen, és az esővíz könnyen áthalad. A szuperszálas műbőr alapszövet védőcipőkben való használatának kielégítése érdekében szükséges a mikroszálas szintetikus bőr alapszövet elkészítése is. Úgy van megmunkálva, hogy bizonyos hidrofób tulajdonságokkal rendelkezzen, hogy csökkentse a szuperszálas alapszöveten áthaladó esővíz sebességét és mennyiségét, így az esővíz nem jut el könnyen a cipő belsejébe, ezáltal eléri a vízálló funkciót.
Összefoglalva, a védőcipőkhöz készült szuperszálas műbőr alapszövet gyártási folyamatának megtervezése során a szuperszálas alapszövetnek rendelkeznie kell egy bizonyos vízgőz-adszorpciós ponttal (azaz hidrofil funkcióval), vagyis a mikroszálas alapszövetnek magasnak kell lennie. nyitási arány. Megfelelő nyílás mellett a mikroszálas alapszövet bizonyos vízálló funkcióval is rendelkezik, így nedvességáteresztő és vízálló is.
2.1.2 Mikroszálas műbőr alapkendő előkészítése védőcipőhöz
A fent említett nedvességáteresztő és vízálló mechanizmus elemzése alapján szuperszálas szintetikus bőr alapkendőt terveztünk védőcipőhöz. A konkrét eljárás a következő: a polietilént és a nylon 6-ot meghatározott tömegarányban összekeverik és keverik 220-300 °C hőmérsékleten, egycsigás extruderrel végzett olvadékplasztikálással a polietilén és nejlon sziget a 4-7 denier finomságú szálakat fonják, és a szálakat rövid, 40-60 mm hosszúságú szálakra vágják, amelyeket nem szőtt tűlyukasztásnak és nem szőtt kelmének vetnek alá. A szuperszálas szintetikus bőr alapszövetet nedves poliuretán iszap simításával, impregnálásával, toluol redukálásával, habosító olajjal és hasonlókkal állítják elő. Az így létrejövő mikroszálas műbőr szövetek háromdimenziós hálózata a bőrhöz hasonló, szakítószilárdsága, alaktartása, egyenletessége, vegyszerállósága, valamint vízállósága és penészállósága meghaladja a természetes bőrt.
Ugyanakkor a szuperszálas szintetikus bőr alapszövet a porózus szerkezetű poliuretán iszap impregnálási és redukciós feldolgozási technológiával kombinálva nagyszámú mikropórust képez, nagy fajlagos felülettel és erős vízfelvevő képességgel rendelkezik. Ezért a mikroszálas műbőr szövet belső mikroszerkezete és anyaga, valamint a textúra és a fizikai tulajdonságok megjelenése, valamint az emberek tapintása alapján felveheti a versenyt a kiváló minőségű természetes bőrrel. A folyamat a következő: centrifugálás → tűlyukasztott nem szőtt szövet → vasalás → impregnálás → redukció → expandálásos szárítás → mikroszálas szintetikus bőr alapszövet puha hidrofób kezelőszerrel, mint például szilikon vagy fluor-szilícium → impregnálás → préselés és szárítás Mikroszálas szintetikus bőr alapszövetet kapnak védőcipőkhöz, amelyek bizonyos hidrofób funkcióval rendelkeznek.
2.2 Szuperszálas szintetikus bőr furnér kialakítása védőcipőkhöz
2.2.1 Vízálló és nedvességáteresztő mechanizmus és szuperszálas szintetikus bőr furnér PU mikroporózus fólia kialakítása védőcipőkhöz
A védőcipő szuperszálas műbőrének nedvességáteresztő képessége és vízállósága közötti ellentmondás feloldásához szükséges a száraz furnér PU fólia szerkezetének megtervezése, valamint szükséges, hogy a mikroszálas műbőr felületén is legyenek mikropórusok. megfelelő pórusátmérővel.
A vízszigetelés elsősorban megakadályozza, hogy az esővíz a bőrfelületen behatoljon a cipőbe. Amikor a nedvesség átkerül, a cipő belsejében lévő vízgőz a cipő külső oldalára kerül. A vízgőz behatol a mikroszálas műbőr mikropórusaiba és áthalad a gázon. A vízgőzmolekulák átmérője 4×10-4μm. Amíg a mikroszálas bőrfelület mikropórusátmérője nagyobb, mint 4×10-4μm, a vízgőz használható. A cipő belsejéből kerül át a cipő külső oldalára, és nedvességáteresztő funkcióval rendelkezik. Amikor az esővíz áthalad a mikroszálas műbőr mikropórusain, felületi feszültség keletkezik, amikor az esővíz érintkezik a mikropórusokkal. Ha kicsi a pórusátmérő, az esővíz a mikropórusokon keresztül nehezen jut be a cipőbe, ezzel elérve a vízszigetelés célját. A vizsgálatok kimutatták, hogy a mikropórusokon áthaladó különféle esőködök minimális átmérője: köd 20 μm, gyenge eső 400-900 μm, mérsékelt eső és heves esőzés 2000 μm felett van. Ezért a száraz furnér PU fólia mikropórusátmérőjét a vízgőz és a mikropórusokon áthaladó esővíz pórusátmérőjének különbségének felhasználásával lehet megtervezni.
Ezért a száraz furnérozási eljárásban a furnér után a PU fóliát bizonyos számú, meghatározott pórusátmérőjű mikropórussal állítják elő, és a mikropórusok pórusátmérőjét 4×10 −4-20 μm-re szabályozzuk, amely lehetővé teszi a vízgőz szabad behatolását. Ugyanakkor az esővíz átvezetése nehézkes a nedvességáteresztő képesség és a vízszigetelés céljának elérése érdekében. Jelenleg a műbőr felületen mikropórusok előállítására szolgáló eljárások közé tartozik a lézeres mechanikus lyukasztásos módszer, a habosítószer mikropórusos módszer, az oldószeres elpárologtatás és a pórusképző módszer. A 2. ábrán látható, hogy a védőcipőkhöz való mikroszálas műbőr maszk pórusmérete 5-8 μm, ami előnyös a vízgőzmolekulák behatolásánál a cipő belsejéből a cipő külső oldalára, míg megakadályozza a víz bejutását a cipőbe.
2.2.2 Vízálló és nedvességáteresztő mechanizmus és hidrofil gyanta kialakítása szuperszálas szintetikus bőr furnérhoz védőcipőkhöz
A vízgőz-molekulák behatolása a PU maszkba egyben az első adszorpciós és re-infiltrációs folyamat is, ezért a PU maszk anyagának megválasztása is nagyon fontos. Xie Fuchun et al. lágy szegmensként polietilénglikolt használt a kiváló hidrofil tulajdonságokkal rendelkező poliuretán szintetizálására. A lágy szegmens szerkezetében hidrofil csoportokat (például etoxilátot) tartalmazó PU gyantából készült PU fólia használható. A vízgőz molekulákat a hidrogénkötés adszorbeálja. Mivel a vízgőznyomás a cipőben nagyobb, mint a cipő külső oldalán, a vízgőzmolekulák a poliuretán molekulaláncok közötti rés mentén folyamatosan a cipő külső oldalára jutnak, ezáltal nedvességáteresztő hatást fejtenek ki.
Összefoglalva, a száraz furnér eljárás tervezésénél, ha a maszknak nincsenek mikropórusai, akkor a vízgőz átkerülhet a mikroszálas szintetikus bőr felület másik oldalára még a hidrofil PU gyantával is, de könnyen lehet hidrofil PU maszk anyag. . A vízréteg kialakulásakor nehéz a vízgőzt gyorsan és folyamatosan átvinni a mikroszálas műbőr felület másik oldalára, és a nedvesség áteresztő képessége sem jó. Ezért a védőcipők szuperszálas szintetikus bőr furnérozási eljárásának tervezésekor hidrofil gyantát használnak, és egy 4 × 10 -4 és 20 μm közötti pórusátmérőjű mikropórust terveznek, amely lehetővé teszi a vízgőz molekulák szabad áthaladását. Víz, de nehéz bejutni a cipőbe, hogy elérje a nedvességáteresztő és vízálló célját.
3 Mikroszálas szintetikus bőr felhasználási területei védőcipőkhöz
A hongkongi munkaügyi minisztérium statisztikái szerint az ipari balesetek biztonsági baleseteinek körülbelül egyharmadát tárgyak taposása, tárgyak megérintése vagy tárgyak általi sérülés okozza. Az eredmény gyakran lábsérülések és súlyos fogyatékosság. Külföldön, különösen a nyugati fejlett országokban nagy jelentőséget tulajdonítanak a lábvédelemnek, megkövetelik a dolgozóktól a professzionális cipő viselését. Kína egy sor terméktesztelési szabványt is kiadott a lábvédelemre vonatkozóan. Ezért a védőcipők széles piaci kilátásokkal rendelkeznek. Jelenleg Kína rendelkezik Ázsia legnagyobb professzionális cipőgyártó bázisával.
A társadalom folyamatos fejlődésével egyre több az egyéni munkavédelmi termék fajta. Európában és az Egyesült Államokban a korábbi egyszemélyes biztonsági cipőket ma már védőcipőre, antisztatikus cipőre, orrvédő védőcipőre, katonai cipőre, nővérre osztják a szakmai jellemzők szerint. Cipők, adminisztratív cipők, latin tánccipők és egyéb típusok, így a szuperszálas műbőr védőcipőkben való alkalmazása kiterjedtebb, az alábbiak szerint:
Biztonsági cipőkhöz: felsőrész cipőkhöz, például védőcipőkhöz, antisztatikus cipőkhöz, orr-védőcipőkhöz és biztonsági ütésálló cipőkhöz. Ezeknek a cipőknek a felsőrésze főleg fekete vagy barna, és főleg a bányászatban, az építőiparban, a kohászatban, a szállításban, a betakarításban és más iparágakban használják a lábujjak védelmére. Megköveteli, hogy a cipőbőr nedvességáteresztő és vízálló legyen, a védőcipőnek szánt szuperszálas szintetikus bőr fizikai-mechanikai szilárdsága pedig meghaladja a bőrét. Ezért a szuperszálas szintetikus bőr védőcipőkhöz jelenleg nagyon népszerű itthon és külföldön.
Professzionális cipőkhöz: felsőrész olyan cipőkhöz, mint a nővércipők, vezetői cipők és női munkacipők. Közülük nagyon elterjedt a nővércipő. Jelenleg számos hazai és külföldi kórház használ speciális nővércipőt, hogy megakadályozza a tű leesését és a lábfejbe szúrását, amikor a tűt kilövik. A nővércipő főként fehér színű, a felsőrésznek nedvesség-áteresztő, vízálló, hajlításálló, puha és kényelmesnek kell lennie. Európa és az Egyesült Államok számos országában megkövetelik, hogy a vezetők vezetői cipőt viseljenek a munkába, a nők pedig női munkacipőt viseljenek, ezeknél a cipőknél a bőr felsőrészének nedvességáteresztő képessége is szükséges.
Katonai cipőhöz: Régebben a legtöbb marhabőrből készült. Jelenleg a bőrt fokozatosan mikroszálas szintetikus bőrre cserélték, ami megköveteli, hogy a bőrfelület nedvességáteresztő és vízálló funkcióval rendelkezzen.
Női latin tánccipőkhöz: marhabőr vagy báránybőr gyártás korai alkalmazása, lélegző, nedvességáteresztő szuperszálas szintetikus bőr gyártás jelenlegi alkalmazása.
Az egyre specializálódó munkamegosztás, az egyéni védelem egyre tudatosabbá válásával és a dermis egyre szűkösebbé válásával a légáteresztő, nedvességáteresztő és vízálló funkciókkal rendelkező védő lábbelibőr széles piacra kerül, és fokozatosan kerül alkalmazásra a sportcipőkben és a futásban. cipő. A jövőben fokozatosan cserélje ki a bőrt.
4 Következtetés
A vízszigetelő funkció és a légáteresztő képesség kielégítése érdekében a védőcipő szuperszálas műbőrének folyamattervezését a mikroszálas alapszövetből és a száraz furnérozási eljárásból kell kiindulni. A mikroszálas szintetikus bőr alapszövetnek több mikropórusra van szüksége a szerkezetben. A szerkezetet úgy tervezték, hogy megkönnyítse a vízgőz diffúzióját a cipő belsejéből; ugyanakkor a szuperszálas szintetikus bőr alapszövetnek bizonyos hidrofób tulajdonságokkal kell rendelkeznie, hogy megakadályozza az esővíz és hasonlók bejutását a cipőbe. A száraz furnérban nemcsak hidrofil PU-gyanta szükséges a védőcipők légáteresztő képességének javítása érdekében, hanem a bőrfelületen megfelelő pórusokkal rendelkező mikropórusok is szükségesek, amelyek megkönnyítik a nedvesség átjutását a cipőben, miközben megakadályozzák a víz bejutását. a cipőt és nedvességet okozva. láb.