Анотація: Відповідно до функціональних вимог до синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття, було розглянуто водонепроникний і вологопроникний механізм базової тканини з мікроволокна з синтетичної шкіри та плівки з сухого шпону поліуретану (PU). Розроблено дизайн базової тканини із синтетичної шкіри з мікрофібри для захисного взуття. Структуруйте та виберіть гідрофільну поліуретанову смолу як смолу поверхневого шару синтетичної шкіри з мікроволокна та контролюйте діаметр мікропор поліуретанової плівки, щоб відповідати вимогам водонепроникності та вологопроникності. Одночасно представлено області застосування синтетичної шкіри з мікрофібри для захисного взуття.
Ключові слова: захисне взуття; мікрофібра; Штучна Шкіра; вологопроникність; водонепроникний; трудове страхування взуття; антистатичне взуття; захисне захисне взуття;
1. Введення
Захисне взуття — це взуття, яке носять на робочому місці для захисту ніг від травм. Вони входять до складу засобів індивідуального захисту праці або індивідуальних систем захисту солдатів у розвинених країнах Європи та Америки. Останнім часом все більше і більше країн вимагають від персоналу носіння захисного взуття, щоб запобігти можливим небезпекам під час роботи, деякі галузі чи компанії в Китаї також вимагають від людей носити захисне взуття під час роботи, тому ринок захисного взуття буде ставати все більшим і більшим. Із запровадженням багатьох законів і правил захисту навколишнього середовища, а також високою вартістю та обмеженим джерелом шкіри, а також у деяких особливих випадках (наприклад, асептична робота) дерма схильна до гниття, і бактеріям важко відповідати вимогам. . Тому люди почали шукати альтернативи дермі. В останні роки все більшої популярності набуває захисне взуття з поліуретанової штучної шкіри microfiber nylon (мікрофібра синтетична шкіра).
Порівняно зі шкірою, недоліком синтетичної шкіри з мікрофібри є те, що вона не вбирає піт і не дихає, тому людям стає незручно та кульгаво. Синтетична шкіра з суперволокнами для захисного взуття спеціально розроблена на основі властивостей шкіри поглинання вологи та проникності. Він має як вологопроникність, так і водонепроникні властивості, тобто взуття запобігає проникненню зовнішнього дощу в шкіру взуття під час носіння, і в той же час піт всередині взуття виділяється, створюючи комфорт для людей.
У цій статті обговорено вологопроникний і водонепроникний механізм основної тканини з синтетичної шкіри з мікроволокна, а також отримано спосіб виготовлення вологопроникної водонепроникної тканини з синтетичної шкіри з мікроволокна. Обговорювався процес сухого ламінування синтетичної шкіри з мікроволокна. Було проаналізовано вологопроникність і водонепроникний механізм поліуретанової (PU) смоли з мікроволокна синтетичної шкіри (PU) і поліуретанової плівки з суперволоконної синтетичної шкіри. Проведено підготовку синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття. Підводячи теоретичну основу, можна замінити натуральну шкіру синтетиком з мікрофібри.
2 Розробка процесу виготовлення синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття
Синтетична шкіра для захисного взуття має відповідати EN345 або ISO20345, щоб поширюватися на зовнішніх ринках (EN345 або ISO20345 є європейським і американським стандартом для доступу до захисного взуття). Індекс вологопроникності суперволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття вимагає проникнення водяної пари більше або дорівнює 0,8 мг/(см2·год) і коефіцієнт проникності водяної пари більше або дорівнює 1,5 мг/см2, тоді як індекс водонепроникності вимагає води швидкість поглинання Менше або дорівнює 30% і водний знос. Проникність менше або дорівнює 0,2 мг. Для того, щоб відповідати вимогам до вологопроникності та водонепроникної технології, суперволокниста синтетична шкіра для захисного взуття розроблена з двох частин основної тканини з мікроволоконної синтетичної шкіри та сухого шпону.
2.1 Технологічний дизайн основної тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття
2.1.1 Водонепроникний і вологопроникний механізм базової тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття
Щоб вивчити вологопроникність і водонепроникність основної тканини з синтетичної шкіри з супер-волокном для захисного взуття, перше, це проаналізувати механізм вологопроникності та водонепроникності основної тканини з мікроволокна з синтетичної шкіри. Передача вологи - це фактично два процеси: адсорбція та перенесення. Спочатку водяна пара (тобто піт) усередині взуття адсорбується на внутрішній стороні взуття, а потім переноситься з внутрішньої частини взуття на зовнішню частину взуття. Для процесу адсорбції необхідна точка адсорбції водяної пари на базовій тканині із синтетичної шкіри з мікроволокна. Точка адсорбції може полягати в тому, що молекули води адсорбуються водневими зв’язками або пористо адсорбуються. Без точок адсорбції водяна пара не адсорбується, а піт усередині взуття не може бути використаний. Перенесіть назовні, тому при розробці основної тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна, базова тканина із синтетичної шкіри з мікроволокна повинна мати певну функцію гідрофільного поглинання. Нейлонове волокно основної тканини з води та синтетичної шкіри легко утворює водневі зв’язки та має певну гідрофільність, тому основна тканина має певну гідрофільність. Крім того, чим більше пор у базової тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна, тим більша питома площа поверхні. Тим легше адсорбувати водяну пару. Під час проникнення водяної пари, якщо діаметр пір основної тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна великий і коефіцієнт відкриття високий, швидкість перенесення водяної пари є високою, а кількість перенесення великою. На рис. 1 показана структура надволокнистої синтетичної шкіряної основної тканини для захисного взуття. Можна побачити, що поперечний переріз основної тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття має безліч мікропор, які полегшують передачу вологи у взутті.
У той же час, діаметр пор основної тканини з мікроволокна з синтетичної шкіри, як правило, великий і нерівномірний, і дощова вода легко пропускається через нього. Для того, щоб задовольнити використання надволокнистої синтетичної шкіряної основної тканини для захисного взуття, також необхідно виконати базову тканину з мікроволоконної синтетичної шкіри. Він обробляється, щоб мати певну гідрофобну властивість, щоб зменшити швидкість і кількість дощової води, що проходить через суперволокнисту базову тканину, так що дощова вода не легко досягає внутрішньої частини взуття, таким чином досягаючи водонепроникної функції.
Таким чином, у розробці процесу виробництва надволокнистої синтетичної шкіряної основної тканини для захисного взуття надволокниста основна тканина повинна мати певну точку адсорбції водяної пари (тобто гідрофільну функцію), тобто основна тканина з мікроволокна має високу коефіцієнт відкриття. І з належним отвором, в той же час, базова тканина з мікрофібри виконує певну водонепроникну функцію, досягаючи як водопроникності, так і водонепроникності.
2.1.2 Підготовка основної тканини із синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття
Відповідно до аналізу згаданого вище вологопроникного та водонепроникного механізму ми розробили базову тканину із синтетичної шкіри із суперволокном для захисного взуття. Конкретний процес полягає в наступному: поліетилен і нейлон 6 змішують і перемішують відповідно до певного вагового співвідношення при температурі 220-300 градусів C. Шляхом пластифікації розплаву за допомогою одношнекового екструдера поліетилен і нейлон острів волокна, що мають тонкість від 4 до 7 деньє, прядуть, і волокна розрізають на короткі волокна, що мають довжину від 40 до 60 мм, які піддають голкопробиванню нетканого матеріалу та нетканого матеріалу. Надволокниста синтетична шкіряна основа тканини одержується розплющенням, просоченням вологої поліуретанової суспензії, відновленням толуолу, маслом для розширення тощо. Отримана тривимірна мережа тканин із синтетичної шкіри з мікроволокна схожа на шкіру, а її міцність на розрив, збереження форми, однорідність, хімічна стійкість, водостійкість і стійкість до цвілі перевершують натуральну шкіру.
У той же час надволокниста синтетична шкіряна основа тканини в поєднанні з просоченням поліуретановою суспензією та технологією редукції обробки з пористою структурою утворює велику кількість мікропор, має велику питому поверхню та сильне водопоглинання. Таким чином, за внутрішньою мікроструктурою та матеріалом, а також за зовнішнім виглядом текстури та фізичними властивостями, а також за відчуттями людей синтетична шкіряна тканина з мікроволокна може конкурувати з високоякісною натуральною шкірою. Процес виглядає наступним чином: прядіння → голкопробивний нетканий матеріал → прасування → просочування → зменшення → сушіння розширенням → базова тканина з мікроволокна із синтетичної шкіри з використанням м’якого гідрофобного засобу для обробки, такого як силікон або фтор-кремній → просочення → пресування та сушіння Мікроволокно отримують синтетичну шкіряну тканину-основу для захисного взуття, що має певну гідрофобну функцію.
2.2 Дизайн суперволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття
2.2.1 Водонепроникний і вологопроникний механізм і конструкція поліуретанової мікропористої плівки з суперволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття
Щоб вирішити протиріччя між вологопроникністю та водонепроникністю надволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття, також необхідно розробити структуру поліуретанової плівки сухого шпону, і потрібно, щоб поверхня синтетичної шкіри з мікроволокна також мала мікропори. з відповідним діаметром пор.
Гідроізоляція в основному запобігає проникненню дощової води через поверхню шкіри у взуття. Коли волога передається, водяна пара всередині взуття переноситься на зовнішню частину взуття. Водяна пара проникає в мікропори синтетичної шкіри з мікроволокна і проходить через газ. Діаметр молекули водяної пари становить 4×10-4мкм. Якщо діаметр мікропор поверхні шкіри з мікроволокна перевищує 4×10-4мкм, можна використовувати водяну пару. Він переноситься з внутрішньої частини взуття на зовнішню і має функцію вологопроникності. Коли дощова вода проходить через мікропори синтетичної шкіри з мікроволокна, поверхневий натяг виникає, коли дощова вода контактує з мікропорами. Якщо діаметр пор невеликий, дощовій воді важко потрапити у взуття через мікропори, що забезпечує водонепроникність. Дослідження показали, що мінімальний діаметр різних дощових туманів, які можуть проходити крізь мікропори, становить: туман — 20 мкм, легкий дощ — 400-900 мкм, а помірний дощ і сильний дощ — понад 2000 мкм. Таким чином, діаметр мікропор поліуретанової плівки сухого шпону можна розрахувати, використовуючи різницю в діаметрі пор водяної пари та дощової води, що проходить через мікропори.
Таким чином, у процесі сухого облицювання ПУ плівка після облицювання виготовляється з певною кількістю мікропор з певним діаметром пор, а діаметр пор мікропор контролюється до 4×10 −4-20 мкм, що дозволяє водяній парі вільно проникати. У той же час важко пропускати дощову воду для досягнення мети вологопроникності та гідроізоляції. В даний час методи створення мікропор на поверхні синтетичної шкіри включають метод лазерного механічного штампування, метод мікропор піноутворювача, випаровування розчинника та метод пороутворення. Як видно з рис. 2, маска із синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття має розмір пор від 5 до 8 мкм, що сприятливо для проникнення молекул водяної пари з внутрішньої сторони взуття на зовнішню частину, тоді як перешкоджає проникненню води всередину взуття.
2.2.2 Водонепроникний і вологопроникний механізм і конструкція гідрофільної смоли для суперволокнистого шпону зі синтетичної шкіри для захисного взуття
Проникнення молекул водяної пари в поліуретанову маску також є першим процесом адсорбції та повторної інфільтрації, тому вибір матеріалу поліуретанової маски також є дуже важливим. Се Фучунь та ін. використовували поліетиленгліколь як м'який сегмент для синтезу поліуретану з чудовими гідрофільними властивостями. Можна використовувати поліуретанову плівку з поліуретанової смоли з гідрофільними групами (такими як етоксилат) у структурі м’якого сегмента. Молекули водяної пари адсорбуються водневим зв’язком. Оскільки тиск водяної пари у взутті більший, ніж на зовнішній стороні черевика, молекули водяної пари безперервно передаються назовні черевика вздовж проміжку між поліуретановими молекулярними ланцюгами, тим самим створюючи ефект проникнення вологи.
Таким чином, у конструкції процесу сухого шпону, якщо маска не має мікропор, водяна пара може бути перенесена на іншу сторону поверхні синтетичної шкіри з мікроволокна навіть за допомогою гідрофільної ПУ смоли, але це легко бути гідрофільним ПУ матеріалом для маски. . Коли утворюється водяна плівка, важко швидко та безперервно перенести водяну пару на іншу сторону поверхні синтетичної шкіри з мікроволокна, і вологопроникність є поганою. Тому при розробці процесу облицювання суперволокнистою синтетичною шкірою для захисного взуття використовується гідрофільна смола, а мікропора з діаметром пор від 4×10 -4 до 20 мкм розроблена для вільного проходження молекул водяної пари. Вода, але важко ввести взуття для досягнення мети вологопроникності та водонепроникності.
3 Сфери застосування синтетичної шкіри з мікроволокна для захисного взуття
Згідно зі статистичними даними Департаменту праці Гонконгу, приблизно одна третина нещасних випадків на виробництві спричинена наступанням на об’єкти, дотиком об’єктів або травмуванням об’єктами. Наслідком цього часто є травми ніг і важка інвалідність. У зарубіжних країнах, особливо в західних розвинених країнах, велике значення надається захисту ніг, вимагаючи від працівників носіння професійного взуття. Китай також видав низку стандартів тестування продуктів для захисту ніг. Тому захисне взуття має широкі ринкові перспективи. В даний час Китай має найбільшу базу виробництва професійного взуття в Азії.
З постійним розвитком суспільства з’являється все більше різновидів засобів індивідуального захисту праці. У Європі та Сполучених Штатах попереднє єдине захисне взуття тепер поділяється на захисне взуття, антистатичне взуття, захисне захисне взуття для пальців ніг, військове взуття, взуття медсестер відповідно до професійних характеристик. Взуття, адміністративне взуття, взуття для латиноамериканських танців та інші види, тому застосування суперволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття є більш широким, а саме:
Для захисного взуття: верх для такого взуття, як захисне взуття, антистатичне взуття, захисне взуття для пальців ніг і захисне взуття проти ударів. Верх цього взуття в основному чорний або коричневий, і в основному використовується в гірничодобувній промисловості, будівництві, металургії, транспорті, збиранні та інших галузях промисловості для захисту пальців ніг. Це вимагає, щоб шкіра взуття була вологопроникною та водонепроникною, а фізико-механічна міцність суперволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття перевищує показники шкіри. Таким чином, суперволокниста синтетична шкіра для захисного взуття в даний час дуже популярна вдома та за кордоном.
Для професійного взуття: верх для взуття, такого як взуття для медсестер, взуття для керівників і жіноче робоче взуття. Серед них дуже поширене взуття для годувальниці. В даний час у багатьох лікарнях в країні та за кордоном використовується спеціальне взуття для медсестер, щоб запобігти падінню голки та удару стопи під час уколу. Взуття медичної сестри переважно білого кольору, а верх повинен бути вологопроникним, водонепроникним, стійким до згинання, м'яким і зручним. Багато країн Європи та Сполучених Штатів вимагають від керівників носити для роботи взуття для керівників, жінки носять жіноче робоче взуття, це взуття також вимагає, щоб верхня шкіра була водопроникною.
Для військового взуття: у минулому більшість із них виготовляли з волової шкіри. В даний час шкіра поступово замінюється синтетичною шкірою з мікрофібри, яка вимагає, щоб шкіряна поверхня мала вологопроникність і водонепроникність.
Для жіночого латиноамериканського танцювального взуття: раннє використання коров'ячої шкіри або виробництва овчини, нинішнє використання дихаючої, вологопроникної супер-волокнистої синтетичної шкіри.
Зі все більш спеціалізованим поділом праці, зростаючим усвідомленням індивідуального захисту та зростаючим дефіцитом дерми, захисна шкіра для взуття з повітропроникними, вологопроникними та водонепроникними функціями матиме широкий ринок і поступово застосовуватиметься у спортивному взутті та бігу. взуття. Надалі поступово замінюйте шкірою.
4 Висновок
Щоб досягти функції водонепроникності та задовольнити повітропроникність, розробку процесу надволокнистої синтетичної шкіри для захисного взуття слід починати з основної тканини з мікроволокна та процесу сухого шпону. Основна тканина з синтетичної шкіри з мікрофібри потребує більшої кількості мікропор у структурі. Конструкція призначена для полегшення дифузії водяної пари з внутрішньої сторони взуття; в той же час надволокниста синтетична шкіряна основа повинна мати певну гідрофобну властивість, щоб запобігти потраплянню дощової води тощо у взуття. У сухому шпоні необхідно не лише використовувати гідрофільну поліуретанову смолу для покращення повітропроникності захисного взуття, але також мати мікропори з відповідними порами на поверхні шкіри, щоб полегшити передачу вологи у взутті, одночасно запобігаючи проникненню води взуття та намокання. стопа.