Sažetak: U skladu sa funkcionalnim zahtjevima sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću, razmatran je mehanizam vodootpornosti i propusnosti vlage u bazi tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana i suhog furnirskog poliuretanskog (PU) filma. Dizajniran je dizajn bazne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele. Strukturirajte i odaberite hidrofilnu poliuretansku smolu kao smolu površinskog sloja sintetičke kože od mikrovlakana i kontrolirajte promjer mikropora PU filma kako biste ispunili zahtjeve vodootpornosti i propusnosti vlage. Istovremeno se uvode i područja primjene sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću.
Ključne riječi: zaštitna obuća; mikrovlakna; umjetna koža; propusnost vlage; vodootporan; Cipele za osiguranje rada; antistatičke cipele; Zaštitne cipele za prste;
1. Uvod
Zaštitne cipele su cipele koje se nose na radnom mjestu kako bi zaštitile stopala od ozljeda. Oni su dio individualnih proizvoda za zaštitu rada ili individualnih sistema zaštite vojnika u razvijenim zemljama Evrope i Amerike. U posljednje vrijeme sve više zemalja zahtijeva da osoblje nosi zaštitnu obuću kako bi se spriječile moguće opasnosti tokom rada, neke industrije ili kompanije u Kini također zahtijevaju da ljudi nose zaštitnu obuću kada rade, tako da će tržište zaštitne obuće postati sve veće i veće. Uz uvođenje mnogih zakona i propisa o zaštiti okoliša, kao i visoke cijene i ograničenog izvora kože, te u nekim specifičnim prilikama (kao što je aseptični rad), dermis je sklon propadanju i bakterijama je teško ispuniti zahtjeve. . Stoga su ljudi počeli tražiti alternative dermisu. Posljednjih godina sve su popularnije zaštitne cipele od poliuretanske mikrofiber najlonske umjetne kože (mikrofiber sintetičke kože).
U poređenju sa kožom, nedostatak sintetičke kože od mikrovlakana je u tome što ne upija znoj i ne diše, zbog čega su ljudi neudobni i hromi. Sintetička koža od super vlakana za zaštitnu obuću je posebno dizajnirana na osnovu karakteristika upijanja vlage i propusnosti kože. Ima i vlagu i vodootporna svojstva, to jest, cipele sprečavaju prodiranje vanjske kiše u kožu cipela tokom nošenja, a istovremeno se izbacuje znoj unutar cipela, čineći ljudima ugodnije.
U ovom radu je razmatran mehanizam propusnosti vlage i vodootpornosti bazne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana, te je dobivena metoda pripreme vlagopropusne vodootporne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana. Razmatran je proces suhog laminiranja sintetičke kože od mikrovlakana. Analizirani su propusnost vlage i vodootporni mehanizam poliuretanske (PU) smole od sintetičke kože od mikrovlakana i PU filma od sintetičke kože od super vlakana. Izvršena je priprema sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću. Pružajući teorijsku osnovu, moguće je zamijeniti prirodnu kožu sintetičkom kožom od mikrovlakana.
2 Proces dizajn sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
Sintetička koža za zaštitnu obuću mora biti u skladu sa EN345 ili ISO20345 da bi bila u prometu na stranim tržištima (EN345 ili ISO20345 je evropski i američki standard za pristup zaštitnoj obući). Indeks propusnosti vlage supervlaknaste sintetičke kože za zaštitnu obuću zahtijeva propusnost vodene pare veću ili jednaku 0,8mg/(cm2·h) i koeficijent propusnosti vodene pare veći ili jednak 1,5mg/cm2, dok indeks vodootpornosti zahtijeva vodu stopa apsorpcije manja ili jednaka 30% i trošenje vode. Propustljivost je manja ili jednaka 0,2 mg. Kako bi se ispunili zahtjevi propusnosti vlage i vodootporne tehnologije, sintetička koža od super vlakana za zaštitnu obuću je dizajnirana od dva dijela tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana i suhog furnira.
2.1 Proces dizajna od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
2.1.1 Vodootporan i vlagu propusni mehanizam od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
Za proučavanje propusnosti vlage i vodootporne funkcije osnovne tkanine od sintetičke kože od super-vlakana za zaštitnu obuću, prvo je analizirati mehanizam propusnosti vlage i vodootpornosti osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana. Prijenos vlage su zapravo dva procesa adsorpcije i prijenosa. Prvo, vodena para (tj. znoj) unutar cipele se adsorbira na unutrašnjoj strani cipele, a zatim se prenosi iz unutrašnjosti cipele na vanjski dio cipele. Proces adsorpcije zahtijeva tačku adsorpcije vodene pare na tkanini od sintetičke kože od mikrovlakana. Tačka adsorpcije može biti da su molekuli vode adsorbirani vodoničnim vezama ili porozno adsorbirani. Bez tačaka adsorpcije, vodena para se ne adsorbuje, a znoj unutar cipela se ne može koristiti. Prebacite, tako da kada dizajnirate osnovnu tkaninu od sintetičke kože od mikrovlakana, osnovna tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana treba da ima određenu funkciju hidrofilne apsorpcije. Najlonsko vlakno vodene i sintetičke kože na bazi tkanine lako stvara vodonične veze i ima određenu hidrofilnost, tako da osnovna tkanina ima određenu hidrofilnost. Osim toga, što je više pora na bazi tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana, to je veća specifična površina. Što je lakše adsorbirati vodenu paru. U prodiranju vodene pare, ako je promjer pora osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana velik, a omjer otvaranja visok, brzina prijenosa vodene pare je velika i količina prijenosa je velika. Slika 1 prikazuje strukturu supervlaknaste sintetičke kože osnovne tkanine za zaštitnu obuću. Vidi se da poprečni presjek tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću ima mnoštvo mikropora koje olakšavaju prijenos vlage u cipeli.
U isto vrijeme, promjer pora osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana je općenito velik i neujednačen, a kišnica lako prolazi kroz njega. Da bi se zadovoljila upotreba supervlaknaste sintetičke kože bazne tkanine za zaštitnu obuću, potrebno je i osnovnu tkaninu od sintetičke kože od mikrovlakana. Obrađen je tako da ima određeno hidrofobno svojstvo da smanji brzinu i količinu kišnice koja prolazi kroz osnovnu tkaninu od super-vlakana, tako da kišnica ne dopire lako do unutrašnjosti cipele, čime se postiže vodootporna funkcija.
Ukratko, u dizajnu proizvodnog procesa bazne tkanine od supervlaknaste sintetičke kože za zaštitnu obuću, supervlaknasta osnovna tkanina treba da ima određenu tačku adsorpcije vodene pare (tj. hidrofilnu funkciju), odnosno, osnovna tkanina od mikrovlakana ima visoku omjer otvaranja. A uz odgovarajući otvor blende, u isto vrijeme, osnovna tkanina od mikrovlakana ima određenu vodootpornu funkciju, postižući i propusnost vlage i vodootpornost.
2.1.2 Priprema osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću
Na osnovu analize gore navedenog mehanizma propusnog za vlagu i vodootpornosti, dizajnirali smo platno od sintetičke kože od super vlakana za zaštitnu obuću. Specifičan proces je sljedeći: polietilen i najlon 6 se miješaju i miješaju prema određenom težinskom omjeru, na temperaturi od 220-300 stepeni C, topljenjem-plastificiranjem pomoću jednopužnog ekstrudera, polietilen i najlonski otok vlakna finoće od 4 do 7 denijera se ispredaju, a vlakna se režu u kratka vlakna dužine od 40 do 60 mm, koja se podvrgavaju probijanju netkane igle i netkanog materijala. Supervlaknasta osnovna tkanina od sintetičke kože dobija se izravnavanjem, impregnacijom mokre poliuretanske suspenzije, redukcijom toluena, ekspandirajućim uljem i slično. Rezultirajuća trodimenzionalna mreža tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana slična je koži, a njena čvrstoća na kidanje, zadržavanje oblika, uniformnost, hemijska otpornost, vodootpornost i otpornost na plijesan nadmašuju prirodnu kožu.
Istovremeno, supervlaknasta tkanina od sintetičke kože u kombinaciji sa poliuretanskom impregnacijom i tehnologijom redukcije obrade sa poroznom strukturom formira veliki broj mikropora, ima veliku specifičnu površinu i jaku apsorpciju vode. Stoga, po svojoj unutrašnjoj mikrostrukturi i materijalu, kao i izgledu teksture i fizičkim svojstvima, kao i osjećaju ljudi, tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana može se takmičiti s visokokvalitetnom prirodnom kožom. Proces je sljedeći: predenje → iglo bušena netkana tkanina → peglanje → impregnacija → redukcija → ekspanzijsko sušenje → osnovna tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana korištenjem mekog hidrofobnog sredstva za obradu kao što je silikon ili fluor-silicij → impregnacija → presovanje i sušenje A mikrovlakna Dobija se osnovna tkanina od sintetičke kože za zaštitnu obuću koja ima određenu hidrofobnu funkciju.
2.2 Dizajn furnira od superfibre sintetičke kože za zaštitne cipele
2.2.1 Vodootporan i vlagu propusni mehanizam i dizajn od superfibre sintetičke kože furnira PU mikroporozne folije za zaštitne cipele
Kako bi se riješila kontradikcija između vlagopropusnosti i vodootpornosti supervlaknaste sintetičke kože za zaštitnu obuću, potrebno je projektirati i PU filmsku strukturu suhog furnira, a potrebno je da i površina od sintetičke kože od mikrovlakana ima mikropore. sa odgovarajućim prečnikima pora.
Hidroizolacija uglavnom sprečava da kišnica prodre kroz površinu kože u cipelu. Kada se vlaga prenosi, vodena para unutar cipele se prenosi na vanjsku stranu cipele. Vodena para prodire u mikropore sintetičke kože od mikrovlakana i prolazi kroz plin. Prečnik molekula vodene pare je 4×10-4μm. Sve dok je promjer mikropora na površini kože od mikrovlakana veći od 4×10-4 μm, može se koristiti vodena para. Prenosi se s unutarnje strane cipele na vanjski dio i ima funkciju propusnosti vlage. Kada kišnica prođe kroz mikropore sintetičke kože od mikrovlakana, površinska napetost nastaje kada kišnica dođe u kontakt s mikroporama. Ako je promjer pora mali, kišnica teško ulazi u cipelu kroz mikropore, čime se postiže svrha vodonepropusnosti. Istraživanja su pokazala da je minimalni promjer raznih kišnih maglica koje mogu proći kroz mikropore: magla je 20μm, slaba kiša je 400-900μm, a umjerena kiša i jaka kiša su iznad 2000μm. Stoga se promjer mikropora PU filma suvog furnira može dizajnirati korištenjem razlike u promjeru pora vodene pare i kišnice koja prolazi kroz mikropore.
Stoga se u procesu suhog fasetiranja proizvodi PU film nakon furnira s određenim brojem mikropora sa određenim promjerom pora, a promjer pora mikropora se kontrolira na 4×10 −4-20 μm, koji omogućava vodenoj pari da slobodno prodire. Istovremeno, teško je proći kišnicu da bi se postigla svrha propusnosti vlage i hidroizolacije. Trenutno, metode za proizvodnju mikropora na površini sintetičke kože uključuju metodu laserskog mehaničkog probijanja, metodu mikropora s agensom za pjenjenje, isparavanje rastvarača i metodu stvaranja pora. Kao što se može vidjeti sa slike 2, maska od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću ima veličinu pora od 5 do 8 μm, što je povoljno za prodiranje molekula vodene pare iz unutrašnjosti cipele na vanjsku stranu cipele. suzbijaju ulazak vode u cipelu.
2.2.2 Vodootporan i vlagu propusni mehanizam i dizajn hidrofilne smole za furnir od sintetičke kože od superfibre za zaštitne cipele
Prodiranje molekula vodene pare u PU masku je ujedno i prvi proces adsorpcije i ponovne infiltracije, pa je izbor materijala za PU masku također vrlo važan. Xie Fuchun i dr. koristio polietilen glikol kao mekani segment za sintetizaciju poliuretana sa odličnim hidrofilnim svojstvima. Može se koristiti PU film od PU smole sa hidrofilnim grupama (kao što je etoksilat) u strukturi mekog segmenta. Molekuli vodene pare se adsorbuju vodoničnom vezom. Budući da je pritisak vodene pare u cipeli veći od vanjske strane cipele, molekuli vodene pare se kontinuirano prenose na vanjsku stranu cipele duž razmaka između poliuretanskih molekularnih lanaca, čime se postiže efekat propusnosti vlage.
Ukratko, u dizajnu procesa suvog furnira, ako maska nema mikropore, vodena para se može prenijeti na drugu stranu površine od sintetičke kože od mikrovlakana čak i hidrofilnom PU smolom, ali lako je biti hidrofilni PU materijal za masku. . Kada se formira vodeni film, teško je brzo i kontinuirano prenijeti vodenu paru na drugu stranu površine od sintetičke kože od mikrovlakana, a propusnost vlage nije dobra. Stoga, kada se dizajnira proces furnira od sintetičke kože od superfibre za zaštitne cipele, koristi se hidrofilna smola, a mikropora s promjerom pora od 4×10 -4 do 20 μm je dizajnirana da omogući molekulama vodene pare da slobodno prolaze. Voda, ali je teško ući u cipele kako bi se postigla svrha propusnosti vlage i vodootpornosti.
3 Područja primjene sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću
Prema statistici Ministarstva rada Hong Konga, oko jedne trećine nesreća u vezi sa sigurnosnim nesrećama u industriji uzrokovano je gaženjem po predmetima, dodirivanjem predmeta ili ranjavanjem predmetima. Rezultat su često ozljede stopala i teški invaliditet. U stranim zemljama, posebno u zapadnim razvijenim zemljama, veliki značaj pridaje se zaštiti stopala, zbog čega zaposleni moraju nositi profesionalnu obuću. Kina je također izdala niz standarda za testiranje proizvoda za zaštitu stopala. Stoga zaštitne cipele imaju široku tržišnu perspektivu. Trenutno, Kina ima najveću bazu profesionalne proizvodnje cipela u Aziji.
Sa stalnim napretkom društva, sve je više varijanti individualnih proizvoda za zaštitu rada. U Europi i Sjedinjenim Državama, prethodne pojedinačne zaštitne cipele sada su podijeljene na zaštitne cipele, antistatičke cipele, zaštitne cipele za prste, vojne cipele, medicinske sestre prema profesionalnim karakteristikama. Cipele, administrativne cipele, cipele za latino ples i druge vrste, pa je primjena supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele opsežnija, i to:
Za sigurnosne cipele: gornji dio za cipele kao što su zaštitne cipele, antistatičke cipele, zaštitne cipele za prste i sigurnosne cipele protiv razbijanja. Gornji dio ovih cipela je uglavnom crne ili smeđe boje, a uglavnom se koriste u rudarstvu, građevinarstvu, metalurgiji, transportu, žetvi i drugim industrijama za zaštitu prstiju. Zahtijeva da koža za cipele bude propusna za vlagu i vodootporna, a fizičko-mehanička čvrstoća sintetičke kože od super vlakana za zaštitnu obuću premašila je snagu kože. Stoga je super-vlakna sintetička koža za zaštitnu obuću trenutno vrlo popularna u zemlji i inostranstvu.
Za profesionalne cipele: gornji dio za cipele kao što su cipele za medicinske sestre, cipele za direktore i ženske radne cipele. Među njima su cipele za medicinske sestre vrlo česte. Trenutno mnoge bolnice u zemlji i inostranstvu koriste posebne cipele za medicinske sestre kako bi spriječile da igla padne i ubode stopalo kada se igla ubode. Cipele za medicinske sestre su uglavnom bijele boje, a gornji dio mora biti vodopropustan, vodootporan, otporan na savijanje, mekan i udoban. Mnoge zemlje u Evropi i Sjedinjenim Državama zahtevaju od rukovodilaca da nose službene cipele na posao, žene nose ženske radne cipele, ove cipele takođe zahtevaju da gornji deo kože ima propusnost vlage.
Za vojnu obuću: U prošlosti, većina ih je bila od goveđe kože. Trenutno je koža postupno zamijenjena sintetičkom kožom od mikrovlakana, koja zahtijeva da površina kože ima propusnost vlage i vodootpornu funkciju.
Za ženske cipele za latino ples: rana upotreba proizvodnje kravlje ili ovčje kože, trenutna upotreba prozračne, propusnosti vlage od super-vlaknaste proizvodnje sintetičke kože.
Uz sve specijaliziraniju podjelu rada, rastuću svijest o individualnoj zaštiti i rastući nedostatak dermisa, koža zaštitne obuće s prozračnim, vlagopropusnim i vodootpornim funkcijama imat će široko tržište i postupno će se primjenjivati u sportskoj obući i trčanju. cipele. U budućnosti postupno zamijenite kožu.
4 Zaključak
Kako bi se postigla funkcija vodonepropusnosti i zadovoljavanja propusnosti zraka, proces dizajna supervlaknaste sintetičke kože za zaštitnu obuću treba započeti od mikrovlakna osnovne tkanine i procesa suhog furnira. Osnovna tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana treba više mikropora u strukturi. Struktura je dizajnirana da olakša difuziju vodene pare iz unutrašnjosti cipele; istovremeno, supervlaknasta tkanina od sintetičke kože mora imati određenu hidrofobnu osobinu kako bi spriječila ulazak kišnice i slično u cipelu. U suhom furniru nije samo potrebno koristiti hidrofilnu PU smolu kako bi se poboljšala prozračnost zaštitnih cipela, već i imati mikropore s odgovarajućim porama na površini kože kako bi se olakšao prijenos vlage u cipelu i spriječio ulazak vode. cipela i izaziva vlaženje. stopalo.