Povzetek: V skladu s funkcionalnimi zahtevami sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje smo razpravljali o vodoodpornem in vlagoprepustnem mehanizmu osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken in suhega furnirnega poliuretanskega (PU) filma. Oblikovan je bil dizajn osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje. Strukturirajte in izberite hidrofilno poliuretansko smolo kot površinsko plast sintetičnega usnja iz mikrovlaken in nadzorujte premer mikropor PU folije, da izpolnite zahteve glede vodotesnosti in prepustnosti vlage. Hkrati so predstavljena področja uporabe sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje.
Ključne besede: zaščitni čevlji; mikrovlaken; sintetično usnje; prepustnost vlage; vodoodporen; čevlji za zavarovanje dela; antistatični čevlji; zaščitni varnostni čevlji za prste;
1. Uvod
Zaščitni čevlji so čevlji, ki jih nosimo na delovnem mestu za zaščito stopal pred poškodbami. V razvitih državah Evrope in Amerike so del individualnih izdelkov za zaščito pri delu ali sistemov individualne zaščite vojakov. V zadnjem času vse več držav od zaposlenih zahteva, da nosijo zaščitne čevlje, da preprečijo morebitne nevarnosti med delom, nekatere panoge ali podjetja na Kitajskem prav tako zahtevajo, da ljudje med delom nosijo zaščitne čevlje, zato bo trg zaščitnih čevljev vedno večji. Z uvedbo številnih zakonov in predpisov o varstvu okolja ter visokimi stroški in omejenim virom usnja ter v nekaterih posebnih primerih (kot je aseptično delo) je dermis nagnjen k razpadu in bakterije težko izpolnjujejo zahteve . Zato so ljudje začeli iskati alternative dermisu. V zadnjih letih postajajo vse bolj priljubljeni zaščitni čevlji iz poliuretanskega mikrofiber najlonskega umetnega usnja (mikrofiber sintetičnega usnja).
V primerjavi z usnjem je napaka sintetičnega usnja iz mikrovlaken ta, da ne vpija znoja in ne diha, zaradi česar je ljudem neprijetno in hromi. Sintetično usnje s super vlakni za zaščitne čevlje je posebej zasnovano na podlagi lastnosti vpijanja vlage in prepustnosti usnja. Ima prepustnost za vlago in nepremočljive lastnosti, kar pomeni, da čevlji preprečujejo, da bi zunanji dež prodrl v usnje čevljev med nošenjem, hkrati pa se znoj v čevljih odvaja, zaradi česar je ljudem udobno.
V tem prispevku je bil obravnavan vlagoprepusten in vodotesen mehanizem osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken in pridobljena je bila metoda priprave za vlago prepustne vodoodporne osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken. Obravnavan je bil postopek suhega laminiranja sintetičnega usnja iz mikrovlaken. Analizirana sta bila prepustnost vlage in vodotesni mehanizem poliuretanske (PU) smole iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken in PU filma iz sintetičnega usnja iz super vlaken. Izvedena je bila priprava umetnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje. Teoretično je mogoče naravno usnje zamenjati s sintetičnim usnjem iz mikrovlaken.
2 Oblikovanje postopka sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje
Sintetično usnje za zaščitne čevlje mora biti v skladu z EN345 ali ISO20345, da se prodaja na tujih trgih (EN345 ali ISO20345 je evropski in ameriški standard za dostop do zaščitne obutve). Indeks prepustnosti vlage supervlaknastega sintetičnega usnja za zaščitne čevlje zahteva prepustnost vodne pare večjo ali enako 0,8 mg/(cm2·h) in koeficient prepustnosti vodne pare večji ali enak 1,5 mg/cm2, medtem ko vodoodporni indeks zahteva vodo stopnja absorpcije Manjša ali enaka 30 % in obraba zaradi vode. Prepustnost je manjša ali enaka 0,2 mg. Da bi izpolnili zahteve glede prepustnosti vlage in vodoodporne tehnologije, je sintetično usnje s super vlakni za zaščitne čevlje zasnovano iz dveh delov osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken in suhega furnirja.
2.1 Oblikovanje postopka osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje
2.1.1 Vodotesen in vlago prepusten mehanizem osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje
Za preučevanje prepustnosti vlage in vodotesne funkcije osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz super vlaken za zaščitne čevlje je treba najprej analizirati mehanizem prepustnosti vlage in vodoodpornosti osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken. Prenos vlage sta pravzaprav dva procesa, adsorpcija in prenos. Najprej se vodna para (tj. znoj) znotraj čevlja adsorbira na notranjo stran čevlja in nato prenese iz notranjosti čevlja na zunanjo stran čevlja. Postopek adsorpcije zahteva adsorpcijsko točko vodne pare na osnovni krpi iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken. Adsorpcijska točka je lahko, da so molekule vode adsorbirane z vodikovimi vezmi ali porozno adsorbirane. Brez adsorpcijskih točk se vodna para ne absorbira in znoja v čevljih ni mogoče uporabiti. Prenesite ven, zato mora imeti osnovna tkanina iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken določeno funkcijo hidrofilne absorpcije. Najlonska vlakna iz vodne in sintetične usnjene osnovne tkanine zlahka tvorijo vodikove vezi in imajo določeno hidrofilnost, zato ima osnovna tkanina določeno hidrofilnost. Poleg tega, več kot je por na osnovni tkanini iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken, večja je specifična površina. Lažje je adsorbirati vodno paro. Pri prodoru vodne pare, če je premer por osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken velik in je razmerje odprtosti visoko, je hitrost prenosa vodne pare visoka in količina prenosa velika. Slika 1 prikazuje strukturo supervlaknate sintetične usnjene osnovne tkanine za zaščitne čevlje. Vidimo lahko, da ima prerez osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje množico mikropor, ki olajšajo prenos vlage v čevlju.
Hkrati je premer por osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken na splošno velik in neenakomeren, deževnica pa zlahka prehaja skozi. Da bi izpolnili uporabo osnovne tkanine iz sintetičnega usnja iz super vlaken za zaščitne čevlje, je treba izvesti tudi osnovno tkanino iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken. Obdelan je tako, da ima določeno hidrofobno lastnost za zmanjšanje hitrosti in količine deževnice, ki prehaja skozi osnovno tkanino iz super vlaken, tako da deževnica ne doseže zlahka notranjosti čevlja, s čimer se doseže nepremočljiva funkcija.
Če povzamemo, pri načrtovanju proizvodnega procesa supervlaknene osnovne tkanine iz sintetičnega usnja za zaščitne čevlje mora imeti supervlaknasta osnovna tkanina določeno točko adsorpcije vodne pare (tj. hidrofilno funkcijo), kar pomeni, da ima osnovna tkanina iz mikrovlaken visoko odpiralno razmerje. In s pravilno odprtino, hkrati ima osnovna tkanina iz mikrovlaken določeno vodoodporno funkcijo, tako da je prepustna za vlago in vodotesna.
2.1.2 Priprava osnovne krpe iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje
Glede na analizo zgoraj omenjenega vlagoprepustnega in vodoodpornega mehanizma smo zasnovali osnovno tkanino iz sintetičnega usnja iz super vlaken za zaščitne čevlje. Poseben postopek je naslednji: polietilen in najlon 6 se zmešata in mešamo v določenem masnem razmerju pri temperaturi 220-300 stopinj C. S plastificiranjem s taljenjem z enopolžnim ekstruderjem se otok polietilena in najlona vlakna s finostjo od 4 do 7 denijev se predejo in vlakna se razrežejo na kratka vlakna z dolžino od 40 do 60 mm, ki se podvržejo netkanemu iglanju in netkanemu materialu. Supervlaknato sintetično usnjeno osnovno tkanino dobimo s sploščenjem, impregniranjem mokre poliuretanske brozge, redukcijo toluena, olje za ekspandiranje in podobno. Nastala tridimenzionalna mreža tkanin iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken je podobna usnju, njegova trdnost na trganje, ohranjanje oblike, enakomernost, kemična odpornost ter odpornost na vodo in plesen pa presegajo naravno usnje.
Hkrati supervlaknena sintetična usnjena osnovna tkanina v kombinaciji s poliuretansko impregnacijo in redukcijsko tehnologijo obdelave s porozno strukturo tvori veliko število mikropor ter ima veliko specifično površino in močno absorpcijo vode. Zato lahko tkanina iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken tekmuje z visokokakovostnim naravnim usnjem glede na notranjo mikrostrukturo in material ter videz teksture in fizikalne lastnosti ter občutek ljudi. Postopek je naslednji: predenje → iglana netkana tkanina → likanje → impregnacija → redukcija → ekspanzijsko sušenje → osnovna tkanina iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken z uporabo mehkega hidrofobnega sredstva za obdelavo, kot je silikon ali fluor-silicij → impregnacija → stiskanje in sušenje Mikrovlakna pridobljena je osnovna tkanina iz sintetičnega usnja za zaščitne čevlje z določeno hidrofobno funkcijo.
2.2 Oblikovanje furnirja iz sintetičnega usnja superfibre za zaščitne čevlje
2.2.1 Vodotesen in vlago prepusten mehanizem in zasnova PU mikroporozne folije iz sintetičnega usnja iz superfibre za zaščitne čevlje
Da bi rešili protislovje med prepustnostjo vlage in vodoodpornostjo supervlaknastega sintetičnega usnja za zaščitne čevlje, je treba oblikovati tudi strukturo PU filma suhega furnirja in zahteva se, da ima površina sintetičnega usnja iz mikrovlaken tudi mikropore z ustreznimi premeri por.
Hidroizolacija predvsem preprečuje vdor deževnice skozi usnjeno površino v čevelj. Ko se vlaga prenaša, se vodna para znotraj čevlja prenese na zunanjo stran čevlja. Vodna para prodre v mikropore sintetičnega usnja iz mikrovlaken in prehaja skozi plin. Premer molekul vodne pare je 4×10-4μm. Dokler je premer mikropor usnjene površine iz mikrovlaken večji od 4×10-4μm, se lahko uporablja vodna para. Prenese se iz notranjosti čevlja na zunanjost čevlja in ima funkcijo prepustnosti vlage. Ko deževnica prehaja skozi mikropore sintetičnega usnja iz mikrovlaken, nastane površinska napetost, ko deževnica pride v stik z mikroporami. Če je premer por majhen, deževnica skozi mikropore težko vstopi v čevelj in s tem doseže namen vodotesnosti. Študije so pokazale, da je najmanjši premer različnih deževnih meglic, ki lahko preidejo skozi mikropore: megla 20 μm, rahel dež 400-900 μm, zmeren in močan dež pa nad 2000 μm. Zato je mogoče premer mikropor suhega furnirja PU folije oblikovati z uporabo razlike v premeru por vodne pare in deževnice, ki prehaja skozi mikropore.
Zato se v postopku suhega furniranja PU film po furnirju izdela z določenim številom mikropor z določenim premerom por, premer por mikropor pa je nadzorovan tako, da je 4 × 10 −4-20 μm, ki omogoča prosto prodiranje vodne pare. Hkrati je težko prehajati deževnico, da bi dosegli namen prepustnosti vlage in hidroizolacije. Trenutno metode za ustvarjanje mikropor na površini sintetičnega usnja vključujejo metodo laserskega mehanskega prebijanja, metodo mikropor s penilnim sredstvom, izhlapevanje topil in metodo oblikovanja por. Kot je razvidno iz slike 2, ima maska iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje velikost por od 5 do 8 μm, kar je ugodno za prodiranje molekul vodne pare iz notranjosti čevlja na zunanjost čevlja, medtem ko preprečuje vdor vode v čevelj.
2.2.2 Vodoodporen in vlago prepusten mehanizem ter zasnova hidrofilne smole za furnir iz sintetičnega usnja superfibre za zaščitne čevlje
Prodiranje molekul vodne pare v PU masko je tudi prvi proces adsorpcije in ponovne infiltracije, zato je zelo pomembna tudi izbira materiala PU maske. Xie Fuchun et al. uporabil polietilen glikol kot mehak segment za sintezo poliuretana z odličnimi hidrofilnimi lastnostmi. Lahko se uporabi PU folija iz PU smole s hidrofilnimi skupinami (kot je etoksilat) v strukturi mehkega segmenta. Molekule vodne pare se adsorbirajo z vodikovo vezjo. Ker je tlak vodne pare v čevlju večji kot na zunanji strani čevlja, se molekule vodne pare neprekinjeno prenašajo na zunanjo stran čevlja vzdolž vrzeli med poliuretanskimi molekularnimi verigami, s čimer se izvaja učinek prepustnosti vlage.
Če povzamemo, pri zasnovi postopka suhega furnirja, če maska nima mikropor, se lahko vodna para prenese na drugo stran površine iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken tudi s hidrofilno PU smolo, vendar je lahko hidrofilni PU material za masko . Ko nastane vodni film, je težko hitro in neprekinjeno prenašati vodno paro na drugo stran površine sintetičnega usnja iz mikrovlaken, prepustnost vlage pa ni dobra. Zato se pri načrtovanju postopka furniranja sintetičnega usnja iz supervlaken za zaščitne čevlje uporablja hidrofilna smola, mikropore s premerom por od 4 × 10 -4 do 20 μm pa so zasnovane tako, da omogočajo prost prehod molekul vodne pare. Voda, vendar je težko vstopiti v čevlje, da bi dosegli namen prepustnosti vlage in nepremočljiva.
3 Področja uporabe sintetičnega usnja iz mikrovlaken za zaščitne čevlje
Po statističnih podatkih hongkonškega ministrstva za delo je približno ena tretjina nesreč pri delu posledica teptanja predmetov, dotikanja predmetov ali poškodb s predmeti. Posledica so pogosto poškodbe stopal in huda invalidnost. V tujini, predvsem v zahodnih razvitih državah, velik pomen pripisujejo zaščiti nog, saj morajo zaposleni nositi profesionalno obutev. Kitajska je izdala tudi vrsto standardov testiranja izdelkov za zaščito stopal. Zato imajo zaščitni čevlji široke tržne možnosti. Trenutno ima Kitajska največjo bazo za proizvodnjo profesionalnih čevljev v Aziji.
Z nenehnim napredkom družbe je vse več vrst individualnih izdelkov za zaščito pri delu. V Evropi in Združenih državah so prejšnji enojni zaščitni čevlji zdaj razdeljeni na zaščitne čevlje, antistatične čevlje, zaščitne zaščitne čevlje za prste, vojaške čevlje, medicinske sestre glede na poklicne značilnosti. Čevlji, administrativni čevlji, latino plesni čevlji in druge vrste, zato je uporaba supervlaknastega sintetičnega usnja za zaščitne čevlje obsežnejša, kot sledi:
Za varnostne čevlje: zgornji del čevljev, kot so zaščitni čevlji, antistatični čevlji, zaščitni čevlji za prste in varnostni čevlji proti udarcem. Zgornji del teh čevljev je večinoma črn ali rjav in se uporablja predvsem v rudarstvu, gradbeništvu, metalurgiji, transportu, žetvi in drugih industrijah za zaščito prstov. Zahteva, da je usnje za čevlje prepustno za vlago in vodoodporno, fizikalno-mehanska trdnost sintetičnega usnja s super vlakni za zaščitne čevlje pa je presegla trdnost usnja. Zato je sintetično usnje s super vlakni za zaščitne čevlje trenutno zelo priljubljeno doma in v tujini.
Za profesionalne čevlje: zgornji del čevljev, kot so čevlji za medicinske sestre, čevlji za direktorje in ženski delovni čevlji. Med njimi so zelo pogosti čevlji za medicinske sestre. Trenutno številne bolnišnice doma in v tujini uporabljajo posebne čevlje za medicinske sestre, da preprečijo, da bi igla padla in zbodla stopalo, ko je igla ustreljena. Sestrski čevlji so pretežno beli, zgornji del pa mora biti vlagoprepusten, nepremočljiv, odporen na upogibanje, mehak in udoben. Številne države v Evropi in Združenih državah zahtevajo, da vodilni delavci nosijo vodstvene čevlje za delo, ženske nosijo ženske delovne čevlje, ti čevlji prav tako zahtevajo, da je zgornji del usnja prepusten za vlago.
Za vojaške čevlje: V preteklosti so bili večinoma narejeni iz govejega usnja. Trenutno je usnje postopoma nadomeščeno s sintetičnim usnjem iz mikrovlaken, ki zahteva, da ima usnjena površina prepustnost za vlago in vodotesno funkcijo.
Za ženske latino plesne čevlje: zgodnja uporaba proizvodnje kravjega ali ovčjega usnja, trenutna uporaba zračnega, prepustnega za vlago proizvodnje sintetičnega usnja iz super vlaken.
Z vedno bolj specializirano delitvijo dela, naraščajočo zavestjo o individualni zaščiti in naraščajočim pomanjkanjem dermisa bo imelo usnje za zaščitno obutev z zračnimi, vlago prepustnimi in vodoodpornimi funkcijami širok trg in se bo postopoma uporabljalo v športnih copatih in teku. čevlje. V prihodnosti postopoma zamenjajte usnje.
4 Zaključek
Da bi dosegli funkcijo hidroizolacije in zadovoljili zračno prepustnost, je treba zasnovo postopka supervlaknastega sintetičnega usnja za zaščitne čevlje začeti z osnovno tkanino iz mikrovlaken in postopkom suhega furniranja. Osnovna tkanina iz sintetičnega usnja iz mikrovlaken potrebuje več mikropor v strukturi. Struktura je zasnovana tako, da olajša difuzijo vodne pare iz notranjosti čevlja; hkrati pa mora imeti osnovna tkanina iz supervlaknatega sintetičnega usnja določeno hidrofobno lastnost, da prepreči vstop deževnice in podobnega v čevelj. Pri suhem furnirju ni potrebna le uporaba hidrofilne PU smole za izboljšanje zračnosti zaščitnih čevljev, ampak tudi mikropore z ustreznimi porami na površini usnja, ki olajšajo prenos vlage v čevlju in hkrati preprečujejo vdor vode čevelj in povzroči mokroto. noga.