Abstrakt: Podľa funkčných požiadaviek syntetickej kože z mikrovlákien na ochrannú obuv bol diskutovaný mechanizmus nepremokavý a priepustný pre vlhkosť základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna a suchého dyhovaného polyuretánového (PU) filmu. Bol navrhnutý dizajn základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna pre ochrannú obuv. Štruktúra a výber hydrofilnej polyuretánovej živice ako živice povrchovej vrstvy syntetickej kože z mikrovlákna a kontrola priemeru mikropórov PU filmu, aby sa splnili požiadavky na vodotesnosť a priepustnosť vlhkosti. Zároveň sú predstavené oblasti použitia syntetickej kože z mikrovlákien pre ochranné topánky.
Kľúčové slová: ochranná obuv; mikrovlákno; syntetická koža; priepustnosť vlhkosti; vodeodolný; obuv na poistenie práce; antistatická obuv; bezpečnostná obuv s ochrannou špičkou;
1. Úvod
Ochranná obuv je obuv, ktorá sa nosí na pracovisku na ochranu chodidiel pred zranením. Sú súčasťou individuálnych produktov ochrany práce alebo individuálnych systémov ochrany vojakov vo vyspelých krajinách Európy a Ameriky. V poslednej dobe stále viac krajín vyžaduje, aby zamestnanci nosili ochrannú obuv, aby sa predišlo možným nebezpečenstvám počas práce, niektoré priemyselné odvetvia alebo spoločnosti v Číne tiež vyžadujú, aby ľudia pri práci nosili ochrannú obuv, takže trh s ochrannou obuvou bude čoraz väčší. So zavedením mnohých zákonov a predpisov na ochranu životného prostredia, ako aj s vysokými nákladmi a obmedzeným zdrojom kože a pri niektorých špecifických príležitostiach (ako je aseptická práca) je dermis náchylná na rozklad a baktérie je ťažké splniť požiadavky. . Preto ľudia začali hľadať alternatívy k derme. V posledných rokoch sú čoraz obľúbenejšie ochranné topánky vyrobené z polyuretánovej mikrovláknovej nylonovej umelej kože (mikrovláknová syntetická koža).
V porovnaní s kožou je nevýhodou syntetickej kože z mikrovlákna to, že neabsorbuje pot a nedýcha, čo spôsobuje, že ľudia sú nepríjemní a chromí. Syntetická koža zo supervláknitých vlákien pre ochrannú obuv je špeciálne navrhnutá na základe charakteristík absorpcie vlhkosti a priepustnosti kože. Má tak priepustnosť pre vlhkosť, ako aj vodeodolné vlastnosti, to znamená, že topánky pri nosení zabraňujú prenikaniu vonkajšieho dažďa do kože topánky a zároveň odvádza pot vo vnútri obuvi, vďaka čomu sa ľudia cítia pohodlne.
V tomto príspevku sa diskutovalo o mechanizme priepustného pre vlhkosť a vodeodolnej základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna a získal sa spôsob prípravy základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna priepustnej pre vlhkosť. Diskutovalo sa o procese suchého laminovania syntetickej kože z mikrovlákien. Analyzovala sa priepustnosť vlhkosti a vodotesný mechanizmus polyuretánovej (PU) živice zo syntetickej kože z mikrovlákna a PU filmu zo syntetickej kože supervlákna. Uskutočnila sa príprava syntetickej kože z mikrovlákien na ochrannú obuv. Na základe teoretického základu je možné nahradiť prírodnú kožu syntetickou kožou z mikrovlákna.
2 Procesný dizajn syntetickej kože z mikrovlákna na ochrannú obuv
Syntetická koža na ochrannú obuv musí byť v súlade s normou EN345 alebo ISO20345, aby mohla byť uvedená do obehu na zahraničných trhoch (EN345 alebo ISO20345 je európsky a americký štandard pre prístup k ochrannej obuvi). Index priepustnosti vlhkosti supervláknitej syntetickej kože na ochrannú obuv vyžaduje priepustnosť vodných pár 0,8 mg/(cm2·h) alebo rovný 0,8 mg/(cm2·h) a koeficient priepustnosti vodnej pary väčší alebo rovný 1,5 mg/cm2, zatiaľ čo index vodeodolnosti vyžaduje vodu miera absorpcie Menšia alebo rovná 30 % a opotrebovanie vodou. Priepustnosť je menšia alebo rovná 0,2 mg. Pre splnenie požiadaviek na priepustnosť vlhkosti a vodeodolnú technológiu je supervláknová syntetická koža na ochrannú obuv navrhnutá z dvoch častí základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna a suchej dyhy.
2.1 Procesný dizajn základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákien pre ochrannú obuv
2.1.1 Vodotesný a vlhkosť prepúšťajúci mechanizmus základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna na ochrannú obuv
Na štúdium priepustnosti vlhkosti a vodotesnej funkcie základnej tkaniny zo syntetickej kože zo supervlákna na ochrannú obuv je prvou úlohou analyzovať mechanizmus priepustnosti vlhkosti a vodotesnosť základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna. Prenos vlhkosti sú vlastne dva procesy adsorpcie a prenosu. Najprv sa vodná para (tj pot) vo vnútri topánky adsorbuje na vnútornej strane topánky a potom sa prenesie z vnútra topánky na vonkajšok topánky. Proces adsorpcie vyžaduje bod adsorpcie vodnej pary na základnej tkanine zo syntetickej kože z mikrovlákna. Adsorpčným bodom môže byť, že molekuly vody sú adsorbované vodíkovými väzbami alebo porézne adsorbované. Bez adsorpčných bodov sa vodná para neadsorbuje a pot vo vnútri obuvi nie je možné použiť. Preneste von, takže pri navrhovaní základnej látky zo syntetickej kože z mikrovlákna by základná látka zo syntetickej kože z mikrovlákna mala mať určitú hydrofilnú absorpčnú funkciu. Nylonové vlákno na báze vody a syntetickej kože ľahko vytvára vodíkové väzby a má určitú hydrofilitu, takže základná látka má určitú hydrofilnosť. Navyše, čím viac pórov má základná tkanina zo syntetickej kože z mikrovlákna, tým väčšia je špecifická plocha povrchu. O to jednoduchšie je adsorbovať vodnú paru. Pri prenikaní vodnej pary, ak je priemer pórov základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákien veľký a pomer otvárania je vysoký, rýchlosť prenosu vodnej pary je rýchla a miera prenosu je veľká. Obr. 1 znázorňuje štruktúru základnej tkaniny zo supervláknitej syntetickej kože pre ochrannú obuv. Je možné vidieť, že prierez základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákien pre ochranné topánky má množstvo mikropórov, ktoré uľahčujú prenos vlhkosti v topánke.
Zároveň je priemer pórov základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákien vo všeobecnosti veľký a nerovnomerný a dažďová voda ľahko prechádza. Aby sa splnilo použitie základnej tkaniny zo supervláknitej syntetickej kože na ochrannú obuv, je potrebné vykonať aj základnú tkaninu zo syntetickej kože z mikrovlákna. Je spracovaná tak, aby mala určitú hydrofóbnu vlastnosť na zníženie rýchlosti a množstva dažďovej vody prechádzajúcej cez supervláknitú základnú tkaninu, takže dažďová voda sa ľahko nedostane dovnútra topánky, čím sa dosiahne vodotesná funkcia.
Stručne povedané, pri návrhu výrobného procesu základnej tkaniny zo supervláknitej syntetickej kože pre ochranné topánky by mala mať základná tkanina supervlákna určitý bod adsorpcie vodnej pary (tj hydrofilnú funkciu), to znamená, že základná tkanina z mikrovlákna má vysoký pomer otvárania. A so správnou apertúrou má zároveň základná tkanina z mikrovlákna určitú vodotesnú funkciu, čím dosahuje priepustnosť vlhkosti aj vodeodolnosť.
2.1.2 Príprava základnej tkaniny zo syntetickej kože z mikrovlákna na ochrannú obuv
Podľa analýzy vyššie uvedeného mechanizmu prepúšťajúceho vlhkosť a vodeodolnosť sme navrhli základnú tkaninu zo supervláknitej syntetickej kože na ochrannú obuv. Špecifický proces je nasledovný: polyetylén a nylon 6 sa zmiešajú a miešajú podľa určitého hmotnostného pomeru, pri teplote 220-300 stupňa C. Plastifikáciou taveniny jednozávitovkovým extrudérom sa polyetylénový a nylonový ostrovček vlákna s jemnosťou 4 až 7 denier sa spriadajú a vlákna sa narežú na krátke vlákna s dĺžkou 40 až 60 mm, ktoré sa podrobia vpichovaniu netkanej textílie a netkanej textílii. Základná tkanina zo supervláknitej syntetickej kože sa získava sploštením, impregnáciou vlhkej polyuretánovej kaše, redukciou toluénu, expandovaním oleja a podobne. Výsledná trojrozmerná sieť tkanín zo syntetickej kože z mikrovlákien je podobná koži a jej pevnosť v roztrhnutí, tvarová stálosť, jednotnosť, chemická odolnosť a odolnosť voči vode a plesniam prevyšujú prírodnú kožu.
Zároveň základná tkanina zo supervláknitej syntetickej kože v kombinácii s technológiou impregnácie a redukcie polyuretánovej kaše s poréznou štruktúrou vytvára veľké množstvo mikropórov, má veľký špecifický povrch a silnú absorpciu vody. Preto z vnútornej mikroštruktúry a materiálu, ako aj vzhľadu textúry a fyzikálnych vlastností, ako aj pocitu ľudí, môže tkanina zo syntetickej kože z mikrovlákna konkurovať vysoko kvalitnej prírodnej koži. Proces je nasledovný: pradenie → vpichovanie netkanej textílie → žehlenie → impregnácia → redukcia → sušenie expanziou → základná tkanina zo syntetickej kože z mikrovlákna s použitím mäkkého hydrofóbneho prípravku, ako je silikón alebo fluór-kremík → impregnácia → lisovanie a sušenie Mikrovlákno získa sa základná tkanina zo syntetickej kože pre ochrannú obuv, ktorá má určitú hydrofóbnu funkciu.
2.2 Dizajn dyhy zo superfibre syntetickej kože pre ochrannú obuv
2.2.1 Vodotesný a vlhkosť prepúšťajúci mechanizmus a dizajn dyhy zo syntetickej kože zo supervlákna PU mikroporézny film na ochrannú obuv
Aby sa vyriešil rozpor medzi priepustnosťou vlhkosti a vodotesnosťou supervláknitej syntetickej kože na ochrannú obuv, je potrebné navrhnúť aj štruktúru PU filmu suchej dyhy a je potrebné, aby povrch syntetickej kože z mikrovlákna mal tiež mikropóry. s príslušným priemerom pórov.
Nepremokavosť bráni hlavne prenikaniu dažďovej vody cez kožený povrch do topánky. Pri prenose vlhkosti sa vodná para vo vnútri topánky prenesie na vonkajšiu stranu topánky. Vodná para preniká do mikropórov syntetickej kože z mikrovlákna a prechádza cez plyn. Priemer molekúl vodnej pary je 4×10-4}μm. Pokiaľ je priemer mikropórov povrchu kože z mikrovlákna väčší ako 4×10-4μm, možno použiť vodnú paru. Prenáša sa z vnútornej strany topánky na vonkajšiu stranu topánky a má funkciu priepustnosti vlhkosti. Keď dažďová voda prechádza cez mikropóry syntetickej kože z mikrovlákna, pri kontakte dažďovej vody s mikropórmi vzniká povrchové napätie. Ak je priemer pórov malý, dažďová voda sa cez mikropóry ťažko dostáva do topánky, čím sa dosiahne účel hydroizolácie. Štúdie ukázali, že minimálny priemer rôznych dažďových hmiel, ktoré môžu prechádzať cez mikropóry, je: hmla je 20 μm, slabý dážď je 400-900 μm a mierny dážď a silný dážď sú nad 2000 μm. Preto môže byť priemer mikropórov suchého dyhového PU filmu navrhnutý tak, že sa využije rozdiel v priemere pórov vodnej pary a dažďovej vody prechádzajúcej cez mikropóry.
Preto sa v procese suchého dyhovania PU fólia po dyhe vyrába s určitým počtom mikropórov s určitým priemerom pórov a priemer pórov mikropórov je riadený tak, aby bol 4 × 10 −4-20 μm, ktorý umožňuje voľný prienik vodnej pary. Zároveň je ťažké prejsť dažďovou vodou, aby sa dosiahol účel priepustnosti vlhkosti a hydroizolácie. V súčasnosti spôsoby výroby mikropórov na povrchu syntetickej kože zahŕňajú metódu laserového mechanického dierovania, metódu mikropórov penotvorného činidla, odparovanie rozpúšťadla a metódu tvorby pórov. Ako je zrejmé z obr.2, maska zo syntetickej kože z mikrovlákna na ochrannú obuv má veľkosť pórov 5 až 8 μm, čo je výhodné pre prienik molekúl vodnej pary z vnútra topánky na vonkajšiu stranu topánky, pričom potlačenie vstupu vody do topánky.
2.2.2 Vodotesný a vlhkosť prepúšťajúci mechanizmus a dizajn hydrofilnej živice pre dyhu zo syntetickej kože zo supervlákna na ochranné topánky
Prenikanie molekúl vodnej pary do PU masky je zároveň prvým procesom adsorpcie a opätovnej infiltrácie, preto je veľmi dôležitý aj výber materiálu PU masky. Xie Fuchun a kol. použil polyetylénglykol ako mäkký segment na syntézu polyuretánu s vynikajúcimi hydrofilnými vlastnosťami. Môže sa použiť PU fólia vyrobená z PU živice s hydrofilnými skupinami (ako je etoxylát) v štruktúre mäkkého segmentu. Molekuly vodnej pary sú adsorbované vodíkovou väzbou. Pretože tlak vodnej pary v topánke je väčší ako vonkajšia strana topánky, molekuly vodnej pary sú nepretržite prenášané na vonkajšiu stranu topánky pozdĺž medzery medzi polyuretánovými molekulovými reťazcami, čím sa prejavuje efekt priepustnosti vlhkosti.
Stručne povedané, v dizajne suchej dyhy, ak maska nemá žiadne mikropóry, vodná para môže byť prenesená na druhú stranu povrchu syntetickej kože z mikrovlákna dokonca aj hydrofilnou PU živicou, ale je ľahké byť hydrofilným PU materiálom masky. . Keď sa vytvorí vodný film, je ťažké rýchlo a nepretržite prenášať vodnú paru na druhú stranu povrchu syntetickej kože z mikrovlákna a priepustnosť vlhkosti nie je dobrá. Preto sa pri navrhovaní procesu dyhovania zo supervláknovej syntetickej kože pre ochranné topánky používa hydrofilná živica a je navrhnutý mikropór s priemerom pórov 4×10 -4 až 20 μm, ktorý umožňuje voľný priechod molekúl vodnej pary. Voda, ale je ťažké vstúpiť do obuvi, aby sa dosiahol účel priepustnosti vlhkosti a vodeodolnosti.
3 Oblasti použitia syntetickej kože z mikrovlákna na ochrannú obuv
Podľa štatistík hongkonského ministerstva práce je približne jedna tretina nehôd spôsobených bezpečnosťou pri priemyselných nehodách spôsobená šliapaním predmetov, dotykom predmetov alebo zranením predmetmi. Výsledkom sú často poranenia chodidiel a ťažké postihnutie. V zahraničí, najmä v západných vyspelých krajinách, sa ochrane chodidiel prikladá veľký význam a vyžaduje od zamestnancov nosenie profesionálnej obuvi. Čína tiež vydala sériu noriem na testovanie výrobkov na ochranu nôh. Preto má ochranná obuv široké trhové vyhliadky. V súčasnosti má Čína najväčšiu výrobnú základňu profesionálnej obuvi v Ázii.
S neustálym pokrokom spoločnosti existuje stále viac druhov individuálnych produktov ochrany práce. V Európe a Spojených štátoch sa predchádzajúca jednotná bezpečnostná obuv teraz delí na ochrannú obuv, antistatickú obuv, bezpečnostnú obuv s ochrannou špičkou, vojenskú obuv, zdravotné sestry podľa odborných charakteristík. Obuv, administratívna obuv, obuv na latinskoamerický tanec a iné druhy, preto je použitie supervláknitej syntetickej kože na ochrannú obuv rozsiahlejšie, a to nasledovne:
Pre bezpečnostnú obuv: zvršky topánok, ako sú ochranná obuv, antistatická obuv, bezpečnostná obuv na špičke a bezpečnostná obuv proti rozbitiu. Zvršky týchto topánok sú prevažne čierne alebo hnedé a používajú sa hlavne v baníctve, stavebníctve, hutníctve, doprave, zbere a iných odvetviach na ochranu prstov. Vyžaduje si to, aby koža topánok bola priepustná pre vlhkosť a vodeodolná, a fyzikálno-mechanická pevnosť syntetickej kože zo supervlákna pre ochranné topánky prevyšuje pevnosť kože. Preto je supervláknová syntetická koža na ochrannú obuv v súčasnosti veľmi populárna doma aj v zahraničí.
Pre profesionálnu obuv: zvršky topánok, ako sú zdravotné sestry, manažérske topánky a dámske pracovné topánky. Medzi nimi sú veľmi bežné topánky pre sestry. V súčasnosti mnohé nemocnice doma aj v zahraničí používajú špeciálnu obuv pre sestry, aby sa zabránilo pádu ihly a bodnutiu do nohy pri výstrele do ihly. Obuv pre sestričku je prevažne biela a požaduje sa, aby zvršok bol priepustný pre vlhkosť, vodeodolný, odolný proti ohybu, mäkký a pohodlný. Mnoho krajín v Európe a Spojených štátoch vyžaduje, aby vedúci pracovníci nosili pri práci topánky pre manažérov, ženy nosia dámsku pracovnú obuv, tieto topánky tiež vyžadujú, aby vrchná koža mala priepustnosť vlhkosti.
Pre vojenské topánky: V minulosti sa väčšina z nich vyrábala z hovädzej kože. V súčasnosti sa koža postupne nahrádza syntetickou kožou z mikrovlákna, ktorá vyžaduje, aby povrch kože mal priepustnosť vlhkosti a vodeodolnú funkciu.
Pre dámske topánky na latinskoamerický tanec: skoré používanie výroby hovädzej kože alebo ovčej kože, súčasné použitie priedušnosti, priepustnosti vlhkosti pri výrobe syntetickej kože zo supervlákna.
S čoraz špecializovanejšou deľbou práce, rastúcim povedomím o individuálnej ochrane a rastúcim nedostatkom dermy bude mať ochranná obuvná koža s priedušnou, vlhkosťou priepustnou a vodeodolnou funkciou široký trh a bude sa postupne uplatňovať v športovej obuvi a behu. topánky. V budúcnosti postupne vymieňajte kožu.
4. Záver
Aby sa dosiahla funkcia hydroizolácie a uspokojila priedušnosť, procesný návrh supervláknitej syntetickej kože na ochrannú obuv by sa mal začať od základnej tkaniny z mikrovlákien a procesu suchého dyhovania. Základná tkanina zo syntetickej kože z mikrovlákna potrebuje v štruktúre viac mikropórov. Štruktúra je navrhnutá tak, aby uľahčila difúziu vodnej pary zvnútra topánky; zároveň základná látka supervláknitej syntetickej kože musí mať určitú hydrofóbnu vlastnosť, aby sa do topánky nedostala dažďová voda a pod. V suchej dyhe je potrebné nielen použiť hydrofilnú PU živicu na zlepšenie priedušnosti ochrannej obuvi, ale tiež mať na povrchu kože mikropóry s vhodnými pórmi, ktoré uľahčia prenos vlhkosti v topánke a zároveň zabránia vniknutiu vody. topánky a spôsobuje vlhkosť. chodidlo.