Rezumat: În conformitate cu cerințele funcționale ale pielii sintetice din microfibră pentru încălțămintea de protecție, a fost discutat mecanismul impermeabil și permeabil la umiditate al țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră și al foliei de poliuretan (PU) uscate. A fost proiectat designul țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră pentru pantofi de protecție. Structurați și selectați rășina poliuretanică hidrofilă ca rășină de suprafață din piele sintetică din microfibră și controlați diametrul microporului filmului PU pentru a îndeplini cerințele de impermeabilitate și permeabilitate la umiditate. Totodată, sunt introduse domeniile de aplicare a pielii sintetice din microfibră pentru încălțăminte de protecție.
Cuvinte cheie: încălțăminte de protecție; microfibră; Piele sintetica; permeabilitatea la umiditate; impermeabil; pantofi pentru asigurarea muncii; pantofi antistatici; încălțăminte de protecție pentru degete;
1. Introducere
Pantofii de protecție sunt încălțăminte care se poartă la locul de muncă pentru a proteja picioarele de răniri. Ele fac parte din produsele individuale de protecție a muncii sau din sistemele individuale de protecție a soldaților din țările dezvoltate din Europa și America. Recent, din ce în ce mai multe țări solicită personalului Purtarea încălțămintei de protecție pentru a preveni posibilele pericole în timpul muncii, unele industrii sau companii din China solicită, de asemenea, oamenilor să poarte pantofi de protecție atunci când lucrează, astfel încât piața de încălțăminte de protecție va deveni din ce în ce mai mare. Odată cu introducerea multor legi și reglementări privind protecția mediului, precum și costul ridicat și sursa limitată de piele și în anumite ocazii specifice (cum ar fi munca aseptică), derma este predispusă la descompunere, iar bacteriile sunt dificil de îndeplinit cerințele . Prin urmare, oamenii au început să caute alternative la derm. În ultimii ani, încălțămintea de protecție din piele artificială din nailon microfibră poliuretan (piele sintetică din microfibră) a devenit din ce în ce mai populară.
În comparație cu pielea, defectul pielii sintetice din microfibră este că nu absoarbe transpirația și nu respiră, făcându-i pe oameni incomozi și șchioapi. Pielea sintetică super-fibră pentru încălțăminte de protecție este special concepută pe baza caracteristicilor de absorbție a umidității și permeabilitate ale pielii. Are atât permeabilitate la umiditate, cât și proprietăți impermeabile, adică pantofii împiedică ploaia din exterior să pătrundă în pielea pantofului în timpul purtării și, în același timp, transpirația din interiorul pantofilor este evacuată, făcând oamenii confortabili.
În această lucrare, a fost discutat mecanismul permeabil la umiditate și impermeabil al țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră și a fost obținută metoda de preparare a țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră impermeabilă, permeabilă la umiditate. S-a discutat despre procesul de laminare uscată a pielii sintetice din microfibră. Au fost analizate permeabilitatea la umiditate și mecanismul de impermeabilitate al rășinii poliuretanice (PU) din piele sintetică din microfibră și al filmului PU din piele sintetică superfibră. S-a efectuat pregătirea pielii sintetice din microfibră pentru încălțăminte de protecție. Oferind o bază teoretică, este posibilă înlocuirea pielii naturale cu piele sintetică din microfibră.
2 Proces de design din piele sintetică din microfibră pentru încălțăminte de protecție
Pielea sintetică pentru încălțămintea de protecție trebuie să fie în conformitate cu EN345 sau ISO20345 pentru a fi distribuită pe piețele străine (EN345 sau ISO2{0345 este standardul european și american pentru accesul la încălțămintea de protecție). Indicele de permeabilitate la umiditate al pielii sintetice superfibroase pentru încălțămintea de protecție necesită o permeabilitate la vapori de apă mai mare sau egală cu 0,8 mg/(cm2·h) și un coeficient de permeabilitate la vapori de apă mai mare sau egal cu 1,5 mg/cm2, în timp ce indicele de impermeabilitate necesită apă. Rata de absorbție Mai mică sau egală cu 30% și uzura apei. Permeabilitatea este mai mică sau egală cu 0,2 mg. Pentru a îndeplini cerințele de permeabilitate la umiditate și tehnologie de impermeabilitate, pielea sintetică super-fibră pentru încălțăminte de protecție este concepută din cele două părți ale țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră și furnir uscat.
2.1 Procesul de proiectare a țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră pentru pantofi de protecție
2.1.1 Mecanism impermeabil și permeabil la umiditate din material de bază din piele sintetică din microfibră pentru pantofi de protecție
Pentru a studia permeabilitatea la umiditate și funcția de impermeabilitate a pânzei de bază din piele sintetică super-fibră pentru pantofi de protecție, primul este de a analiza mecanismul de permeabilitate la umiditate și impermeabilitate a pânzei de bază din piele sintetică din microfibră. Transmiterea umidității este de fapt două procese de adsorbție și transfer. În primul rând, vaporii de apă (adică transpirația) din interiorul pantofului sunt adsorbiți pe partea interioară a pantofului și apoi transferați din interiorul pantofului în exteriorul pantofului. Procesul de adsorbție necesită un punct de adsorbție a vaporilor de apă pe pânza de bază din piele sintetică din microfibră. Punctul de adsorbție poate fi că moleculele de apă sunt adsorbite prin legături de hidrogen sau adsorbite poros. Fără puncte de adsorbție, vaporii de apă nu se adsorb, iar transpirația din interiorul pantofilor nu poate fi folosită. Transferați afară, așa că atunci când proiectați materialul de bază din piele sintetică din microfibră, materialul de bază din piele sintetică din microfibră ar trebui să aibă o anumită funcție de absorbție hidrofilă. Fibra de nailon din apă și țesătura de bază din piele sintetică formează cu ușurință legături de hidrogen și are o anumită hidrofilitate, astfel încât țesătura de bază are o anumită hidrofilitate. În plus, cu cât țesătura de bază din piele sintetică din microfibră are mai mulți pori, cu atât suprafața specifică este mai mare. Cu atât este mai ușor să adsorbiți vaporii de apă. În pătrunderea vaporilor de apă, dacă diametrul porilor țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră este mare și raportul de deschidere este mare, viteza de transfer a vaporilor de apă este rapidă și cantitatea de transfer mare. Fig. 1 prezintă structura unei țesături de bază din piele sintetică superfibră pentru încălțăminte de protecție. Se poate observa că secțiunea transversală a țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră pentru pantofi de protecție are o multitudine de micropori care facilitează transferul umidității în pantof.
În același timp, diametrul porilor țesăturii de bază din piele sintetică din microfibră este în general mare și neuniform, iar apa de ploaie este ușor de trecut. Pentru a îndeplini utilizarea țesăturii de bază din piele sintetică superfibră pentru pantofi de protecție, este, de asemenea, necesar să se realizeze țesătura de bază din piele sintetică din microfibră. Este procesat pentru a avea o anumită proprietate hidrofobă pentru a reduce viteza și cantitatea de apă de ploaie care trece prin țesătura de bază super-fibră, astfel încât apa de ploaie să nu ajungă cu ușurință în interiorul pantofului, realizând astfel funcția de impermeabilitate.
În rezumat, în proiectarea procesului de producție a țesăturii de bază din piele sintetică superfibră pentru pantofi de protecție, țesătura de bază superfibroasă ar trebui să aibă un anumit punct de absorbție a vaporilor de apă (adică, funcție hidrofilă), adică țesătura de bază din microfibră are un nivel ridicat. raportul de deschidere. Și cu o deschidere adecvată, în același timp, țesătura de bază din microfibră are o anumită funcție de impermeabilitate, realizând atât permeabilitatea la umiditate, cât și impermeabilitatea.
2.1.2 Pregătirea materialului de bază din piele sintetică din microfibră pentru încălțăminte de protecție
Conform analizei mecanismului permeabil la umiditate și impermeabil, menționat mai sus, am proiectat o cârpă de bază din piele sintetică super-fibră pentru încălțămintea de protecție. Procesul specific este următorul: polietilena și nailonul 6 sunt amestecate și agitate conform unui anumit raport de greutate, la o temperatură de 220-300 grade C, prin topire-plastificare cu un extruder cu un singur șurub, insulă de polietilenă și nailon. fibrele având o finețe de 4 până la 7 denari sunt filate, iar fibrele sunt tăiate în fibre scurte având o lungime de 40 până la 60 mm, care sunt supuse perforarii cu ace nețesute și țesăturii nețesute. O țesătură de bază din piele sintetică superfibroasă este obținută prin aplatizarea, impregnarea unei suspensii umede de poliuretan, reducerea toluenului, expandarea uleiului și altele asemenea. Rețeaua tridimensională rezultată de țesături din piele sintetică din microfibră este similară cu pielea, iar rezistența la rupere, păstrarea formei, uniformitatea, rezistența chimică și rezistența la apă și rezistența la mucegai depășesc pielea naturală.
În același timp, țesătura de bază din piele sintetică superfibră combinată cu tehnologia de impregnare și reducere a nămolului de poliuretan cu structură poroasă formează un număr mare de micropori și are o suprafață specifică mare și o absorbție puternică de apă. Prin urmare, din microstructura internă și materialul, precum și aspectul texturii și proprietățile fizice, precum și senzația oamenilor, țesătura din piele sintetică din microfibră poate concura cu pielea naturală de înaltă calitate. Procesul este după cum urmează: filare → țesătură nețesă perforată cu ace → călcare → impregnare → reducere → uscare prin expansiune → țesătură de bază din piele sintetică din microfibră folosind un agent de tratament hidrofob moale, cum ar fi silicon sau siliciu fluor → impregnare → presare și uscare O microfibră se obține țesătură de bază din piele sintetică pentru încălțăminte de protecție având o anumită funcție hidrofobă.
2.2 Design de furnir din piele sintetică superfibră pentru încălțăminte de protecție
2.2.1 Mecanism impermeabil și permeabil la umiditate și design de furnir din piele sintetică superfibră Film microporos PU pentru încălțăminte de protecție
Pentru a rezolva contradicția dintre permeabilitatea la umiditate și impermeabilitatea pielii sintetice superfibroase pentru pantofi de protecție, este, de asemenea, necesar să se proiecteze structura filmului PU a furnirului uscat și este necesar ca suprafața din piele sintetică din microfibră să aibă și micropori. cu diametre adecvate ale porilor.
Hidroizolația împiedică în principal apa de ploaie să pătrundă în suprafața pielii în pantof. Când umiditatea este transmisă, vaporii de apă din interiorul pantofului sunt transferați în exteriorul pantofului. Vaporii de apă pătrunde în microporii pielii sintetice din microfibră și trec prin gaz. Diametrul moleculelor de vapori de apă este de 4×10-4μm. Atâta timp cât diametrul microporului suprafeței pielii din microfibră este mai mare de 4×10-4μm, vaporii de apă pot fi utilizați. Este transferat din interiorul pantofului în exteriorul pantofului și are o funcție de permeabilitate la umiditate. Când apa de ploaie trece prin microporii pielii sintetice din microfibră, tensiunea superficială este cauzată atunci când apa de ploaie intră în contact cu microporii. Dacă diametrul porilor este mic, apa de ploaie este dificil să intre în pantof prin micropori, atingând astfel scopul de impermeabilizare. Studiile au arătat că diametrul minim al diferitelor cețe de ploaie care pot trece prin micropori este: ceața este de 20μm, ploaia ușoară este de 400-900μm, iar ploaia moderată și ploaia abundentă sunt peste 2000μm. Prin urmare, diametrul microporului foliei uscate de furnir PU poate fi proiectat utilizând diferența dintre diametrul porilor vaporilor de apă și a apei de ploaie care trece prin micropori.
Prin urmare, în procesul de furnir uscat, filmul PU după furnir este produs cu un anumit număr de micropori cu un anumit diametru al porilor, iar diametrul porilor microporilor este controlat să fie de 4×10 −4-20 μm, care permite vaporilor de apă să pătrundă liber. În același timp, este dificil să treacă apa de ploaie pentru a atinge scopul de permeabilitate la umiditate și impermeabilizare. În prezent, metodele de producere a microporilor pe suprafața pielii sintetice includ metoda de perforare mecanică cu laser, metoda de micropori cu agent de spumă, volatilizarea cu solvent și metoda de formare a porilor. După cum se poate observa din Fig. 2, masca din microfibră din piele sintetică pentru încălțămintea de protecție are o dimensiune a porilor de 5 până la 8 μm, ceea ce este avantajos pentru pătrunderea moleculelor de vapori de apă din interiorul pantofului spre exteriorul pantofului, în timp ce suprimând intrarea apei în pantof.
2.2.2 Mecanism impermeabil și permeabil la umiditate și design de rășină hidrofilă pentru furnir din piele sintetică superfibră pentru încălțăminte de protecție
Pătrunderea moleculelor de vapori de apă în masca PU este, de asemenea, primul proces de adsorbție și re-infiltrare, așa că alegerea materialului măștii PU este, de asemenea, foarte importantă. Xie Fuchun și colab. a folosit polietilenglicol ca segment moale pentru a sintetiza poliuretan cu proprietăți hidrofile excelente. Se poate folosi film PU din rășină PU cu grupări hidrofile (cum ar fi etoxilat) în structura segmentului moale. Moleculele de vapori de apă sunt adsorbite de legătura de hidrogen. Deoarece presiunea vaporilor de apă din pantof este mai mare decât partea exterioară a pantofului, moleculele de vapori de apă sunt transmise continuu la exteriorul pantofului de-a lungul spațiului dintre lanțurile moleculare din poliuretan, exercitând astfel un efect de permeabilitate la umiditate.
În rezumat, în proiectarea procesului de furnir uscat, dacă masca nu are micropori, vaporii de apă pot fi transferați pe cealaltă parte a suprafeței din piele sintetică din microfibră chiar și prin rășina hidrofilă PU, dar este ușor să fie material hidrofil al măștii PU . Când se formează filmul de apă, este dificil să transferați rapid și continuu vaporii de apă pe cealaltă parte a suprafeței din piele sintetică din microfibră, iar permeabilitatea la umiditate nu este bună. Prin urmare, atunci când se proiectează un proces de furnir din piele sintetică cu superfibră pentru încălțămintea de protecție, se folosește o rășină hidrofilă, iar un micropor având un diametru al porilor de 4×10 -4 până la 20 μm este proiectat pentru a permite moleculelor de vapori de apă să treacă liber. Apă, dar este dificil să intre în pantofi pentru a atinge scopul de permeabilitate la umiditate și impermeabilitate.
3 Domenii de aplicare a pielii sintetice din microfibră pentru încălțăminte de protecție
Potrivit statisticilor Departamentului Muncii din Hong Kong, aproximativ o treime din accidentele legate de securitatea accidentelor industriale sunt cauzate de călcarea unor obiecte, atingerea obiectelor sau rănirea unor obiecte. Rezultatul este adesea leziuni la picioare și handicap grav. În țările străine, în special în țările dezvoltate din vest, se acordă o mare importanță protecției picioarelor, impunând angajaților să poarte încălțăminte profesională. China a emis, de asemenea, o serie de standarde de testare a produselor pentru protecția picioarelor. Prin urmare, încălțămintea de protecție are perspective largi de piață. În prezent, China are cea mai mare bază de producție de încălțăminte profesională din Asia.
Odată cu evoluția continuă a societății, există tot mai multe varietăți de produse individuale de protecție a muncii. În Europa și Statele Unite ale Americii, pantofii de siguranță unici anteriori sunt acum împărțiți în pantofi de protecție, pantofi antistatici, pantofi de protecție pentru degete, pantofi militari, asistente în funcție de caracteristicile profesionale. Pantofi, pantofi administrativi, pantofi de dans latin și alte tipuri, astfel încât aplicarea pielii sintetice superfibroase pentru pantofii de protecție este mai extinsă, după cum urmează:
Pentru încălțăminte de siguranță: fețe pentru încălțăminte, cum ar fi pantofi de protecție, pantofi antistatici, pantofi de siguranță pentru degete și pantofi de siguranță anti-spărgere. Fecioarele acestor pantofi sunt în principal negre sau maro și sunt utilizate în principal în minerit, construcții, metalurgie, transport, recoltare și alte industrii pentru a proteja degetele de la picioare. Necesită ca pielea pantofilor să fie permeabilă la umezeală și impermeabilă, iar rezistența fizico-mecanică a pielii sintetice super-fibră pentru încălțămintea de protecție a depășit-o pe cea a pielii. Prin urmare, pielea sintetică super-fibră pentru încălțămintea de protecție este în prezent foarte populară în țară și în străinătate.
Pentru încălțăminte profesională: fețe pentru pantofi, cum ar fi pantofii de asistentă, pantofi de conducere și pantofi de lucru pentru femei. Printre aceștia, pantofii de asistentă sunt foarte des întâlniți. În prezent, multe spitale din țară și din străinătate folosesc pantofi speciali de asistentă pentru a preveni căderea acului și înjunghierea piciorului atunci când acul este împușcat. Pantofii asistentei sunt în principal albi, iar partea superioară trebuie să fie permeabilă la umezeală, impermeabilă, rezistentă la îndoire, moale și confortabilă. Multe țări din Europa și Statele Unite impun directorilor să poarte pantofi de conducere la muncă, femeile poartă pantofi de lucru pentru femei, acești pantofi necesită, de asemenea, ca pielea superioară să aibă permeabilitate la umiditate.
Pentru pantofii militari: În trecut, majoritatea erau din piele de vacă. În prezent, pielea a fost înlocuită treptat cu piele sintetică din microfibră, ceea ce necesită ca suprafața pielii să aibă permeabilitate la umiditate și funcție de impermeabilitate.
Pentru pantofi de dans latin pentru femei: utilizarea timpurie a producției de piele de vacă sau piele de oaie, utilizarea curentă a respirabil, permeabilitatea la umiditate a producției de piele sintetică super-fibră.
Odată cu diviziunea din ce în ce mai specializată a muncii, creșterea gradului de conștientizare a protecției individuale și deficitul tot mai mare de derm, pielea de încălțăminte de protecție cu funcții respirabile, permeabile la umiditate și impermeabilă va avea o piață largă și va fi aplicată treptat în încălțămintea sport și alergare. pantofi. În viitor, înlocuiți treptat pielea.
4. Concluzie
Pentru a realiza funcția de hidroizolație și de satisfacere a permeabilității aerului, proiectarea procesului de piele sintetică superfibră pentru încălțăminte de protecție trebuie începută de la țesătura de bază din microfibră și procesul de furnir uscat. Țesătura de bază din piele sintetică din microfibră are nevoie de mai mulți micropori în structură. Structura este concepută pentru a facilita difuzia vaporilor de apă din interiorul încălțămintei; în același timp, țesătura de bază din piele sintetică superfibră trebuie să aibă o anumită proprietate hidrofobă pentru a preveni pătrunderea apei de ploaie și altele asemenea în pantof. În furnirul uscat, nu este necesar doar să folosiți rășină PU hidrofilă pentru a îmbunătăți respirabilitatea pantofilor de protecție, ci și să aveți micropori cu pori adecvați pe suprafața pielii pentru a facilita transferul de umiditate în pantof, împiedicând în același timp pătrunderea apei. pantofului și provocând umezeală. picior.