Sažetak: U skladu s funkcionalnim zahtjevima sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele, raspravljalo se o mehanizmu vodootpornosti i propusnosti vlage osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana i poliuretanskog (PU) filma od suhog furnira. Osmišljen je dizajn osnovne 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 zadovoljili zahtjeve vodootpornosti i propusnosti vlage. Istodobno se uvode područja primjene sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću.
Ključne riječi: zaštitne cipele; mikrofibra; sintetička koža; propusnost vlage; vodootporan; obuća za osiguranje rada; antistatičke cipele; Zaštitne sigurnosne cipele za prste;
1. Uvod
Zaštitne cipele su cipele koje se nose na radnom mjestu radi zaštite stopala od ozljeda. Dio su proizvoda za individualnu zaštitu na radu ili sustava individualne zaštite vojnika u razvijenim zemljama Europe i Amerike. U posljednje vrijeme sve više zemalja zahtijeva od osoblja da nosi zaštitne cipele kako bi spriječile moguće opasnosti tijekom rada, neke industrije ili tvrtke u Kini također zahtijevaju od ljudi da nose zaštitne cipele dok rade, tako da će tržište zaštitnih cipela postajati sve veće i veće. Uvođenjem mnogih zakona i propisa o zaštiti okoliša, kao i visokim cijenama i ograničenim izvorom kože, te u nekim specifičnim prilikama (kao što je aseptični rad), dermis je sklon propadanju, a bakterije teško ispunjavaju zahtjeve . Stoga su ljudi počeli tražiti alternative dermisu. Posljednjih godina sve su popularnije zaštitne cipele izrađene od poliuretanske mikrofiber najlonske umjetne kože (mikrofiber sintetička koža).
U usporedbi s kožom, nedostatak sintetičke kože od mikrovlakana je to što ne upija znoj i ne diše, zbog čega se ljudi osjećaju nelagodno i labavo. Sintetička koža od super vlakana za zaštitne cipele posebno je dizajnirana na temelju karakteristika upijanja vlage i propusnosti kože. Ima svojstva propusnosti vlage i vodootpornosti, to jest, cipele sprječavaju prodiranje vanjske kiše u kožu cipela tijekom nošenja, au isto vrijeme znoj unutar cipela se ispušta, što ljudima čini udobne.
U ovom radu raspravljalo se o mehanizmu propusnosti vlage i vodootpornosti osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana i dobivena je metoda pripreme vodonepropusne tkanine od mikrovlakana od sintetičke kože. Raspravljalo se o postupku suhog laminiranja sintetičke kože od mikrovlakana. Analizirani su mehanizam propusnosti vlage i vodonepropusnosti poliuretanske (PU) smole od mikrovlakana od sintetičke kože i PU filma od sintetičke kože od super vlakana. Izvršena je priprema sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitnu obuću. Dajući teoretsku osnovu, prirodnu kožu moguće je zamijeniti sintetičkom kožom od mikrovlakana.
2 Dizajn procesa sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
Sintetička koža za zaštitne cipele mora biti u skladu s EN345 ili ISO20345 da bi cirkulirala na stranim tržištima (EN345 ili ISO20345 je europski i američki standard za pristup zaštitnoj obući). Indeks propusnosti vlage supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele zahtijeva propusnost vodene pare veću ili jednaku 0,8 mg/(cm2·h) i koeficijent propusnosti vodene pare veći ili jednak 1,5 mg/cm2, dok indeks vodootpornosti zahtijeva vodu stopa upijanja Manja ili jednaka 30% i trošenje vodom. Permeabilnost je manja ili jednaka 0,2 mg. Kako bi se zadovoljili zahtjevi propusnosti vlage i vodootporne tehnologije, sintetička koža od super-vlakana za zaštitne cipele dizajnirana je od dva dijela osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana i suhog furnira.
2.1 Dizajn procesa osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
2.1.1 Vodootporan i vlagopropusni mehanizam osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
Za proučavanje propusnosti vlage i vodootpornosti osnovne tkanine od sintetičke kože od super-vlakana za zaštitne cipele, prvo je analizirati mehanizam propusnosti vlage i vodootpornosti osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana. Prijenos vlage zapravo su dva procesa, adsorpcija i prijenos. Najprije se vodena para (tj. znoj) unutar cipele adsorbira na unutarnjoj strani cipele, a zatim se prenosi s unutarnje strane cipele na vanjsku stranu cipele. Proces adsorpcije zahtijeva adsorpcijsku točku vodene pare na osnovnoj tkanini od sintetičke kože od mikrovlakana. Točka adsorpcije može biti da su molekule vode adsorbirane vodikovim vezama ili porozno adsorbirane. Bez adsorpcijskih točaka, vodena para se ne apsorbira, a znoj unutar cipela ne može se koristiti. Prijenos, tako da prilikom dizajniranja osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana, osnovna tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana treba imati određenu funkciju hidrofilne apsorpcije. Najlonsko vlakno vodene i osnovne tkanine od sintetičke kože lako stvara vodikove veze i ima određenu hidrofilnost, tako da osnovna tkanina ima određenu hidrofilnost. Osim toga, što je više pora na osnovnoj tkanini od sintetičke kože od mikrovlakana, to je veća specifična površina. Lakše se adsorbira vodena para. Kod prodiranja vodene pare, ako je promjer pora osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana velik i omjer otvora visok, brzina prijenosa vodene pare je velika i količina prijenosa velika. Slika 1 prikazuje strukturu osnovne tkanine od supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele. Može se vidjeti da poprečni presjek osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele ima mnoštvo mikropora koje olakšavaju prijenos vlage u cipeli.
U isto vrijeme, promjer pora osnovne tkanine od sintetičke kože od mikrovlakana općenito je velik i neravnomjeran, a kišnica lako prolazi. Kako bi se zadovoljila uporaba osnovne tkanine od supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele, također je potrebno izvesti osnovnu tkaninu od sintetičke kože od mikrovlakana. Obrađen je tako da ima određeno hidrofobno svojstvo kako bi se smanjila brzina i količina kišnice koja prolazi kroz osnovnu tkaninu od super-vlakana, tako da kišnica ne može lako doći do unutrašnjosti cipele, čime se postiže vodootporna funkcija.
Ukratko, u dizajnu proizvodnog procesa osnovne tkanine od supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele, osnovna tkanina od supervlakna treba imati određenu točku adsorpcije vodene pare (tj. hidrofilnu funkciju), odnosno osnovna tkanina od mikrovlakana ima visoku omjer otvaranja. A s odgovarajućim otvorom, 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 zaštitne cipele
Prema analizi gore spomenutog mehanizma propusnog za vlagu i vodootpornog, dizajnirali smo osnovnu tkaninu od sintetičke kože od super vlakana za zaštitne cipele. Specifični postupak je sljedeći: polietilen i najlon 6 se miješaju i miješaju u skladu s određenim težinskim omjerom, na temperaturi od 220-300 stupnjeva C. Plastificiranjem taline ekstruderom s jednim vijkom, polietilen i najlon otok vlakna finoće od 4 do 7 deniera se ispredaju, a vlakna se režu na kratka vlakna duljine od 40 do 60 mm, koja se podvrgavaju bušenju netkane igle i netkane tkanine. Supervlaknasta osnovna tkanina od sintetičke kože dobiva se ravnanjem, impregniranjem vlažne poliuretanske kaše, redukcijom toluena, ekspandirajućim uljem i slično. Rezultirajuća trodimenzionalna mreža tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana slična je koži, a njezina čvrstoća na trganje, zadržavanje oblika, ujednačenost, kemijska otpornost i otpornost na vodu i plijesan premašuju prirodnu kožu.
U isto vrijeme, supervlaknasta sintetička kožna osnovna tkanina u kombinaciji s impregnacijom poliuretanske kaše i tehnologijom redukcijske obrade s poroznom strukturom stvara veliki broj mikropora i ima veliku specifičnu površinu i jaku apsorpciju vode. Stoga, s unutarnje mikrostrukture i materijala, kao i izgleda teksture i fizičkih svojstava, kao i osjećaja ljudi, tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana može se natjecati s visokokvalitetnom prirodnom kožom. Proces je sljedeći: predenje → iglana netkana tkanina → glačanje → impregnacija → redukcija → ekspanzijsko sušenje → osnovna tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana pomoću mekog hidrofobnog sredstva za obradu kao što je silikon ili fluor-silicij → impregnacija → prešanje i sušenje Mikrovlakna dobiva se osnovna tkanina od sintetičke kože za zaštitne cipele s određenom hidrofobnom funkcijom.
2.2 Dizajn supervlaknastog furnira od sintetičke kože za zaštitne cipele
2.2.1 Mehanizam otporan na vodu i vlagu i dizajn PU mikroporoznog furnira od superfibre sintetičke kože za zaštitne cipele
Kako bi se riješila kontradikcija između propusnosti vlage i vodootpornosti supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele, također je potrebno dizajnirati strukturu PU filma suhog furnira, a potrebno je da površina sintetičke kože od mikrovlakana također ima mikropore s odgovarajućim promjerima pora.
Vodonepropusnost uglavnom sprječava da kišnica prodre kroz kožnu površinu u cipelu. Kada se vlaga prenosi, vodena para unutar cipele prenosi se na vanjsku stranu cipele. Vodena para prodire u mikropore sintetičke kože od mikrovlakana i prolazi kroz plin. Promjer molekula vodene pare je 4×10-4μm. Sve dok je promjer mikropora površine kože od mikrovlakana veći od 4×10-4μm, može se koristiti vodena para. Prenosi se s unutarnje strane cipele na vanjsku stranu cipele i ima funkciju propusnosti vlage. Kada kišnica prolazi 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. Studije su pokazale da je minimalni promjer raznih kišnih maglica koje mogu proći kroz mikropore: magla 20 μm, slaba kiša 400-900 μm, a umjerena kiša i jaka kiša su iznad 2000 μm. Stoga se promjer mikropora PU filma suhog furnira može dizajnirati korištenjem razlike u promjeru pora vodene pare i kišnice koja prolazi kroz mikropore.
Stoga se u procesu suhog fasetiranja PU film nakon furnira proizvodi s određenim brojem mikropora s određenim promjerom pora, a promjer pora mikropora kontrolira se na 4×10 −4-20 μm, koji omogućuje slobodno prodiranje vodene pare. Istodobno, teško je propuštati kišnicu kako bi se postigla svrha propusnosti vlage i vodonepropusnosti. Trenutačno, metode za proizvodnju mikropora na površini sintetičke kože uključuju metodu laserskog mehaničkog probijanja, metodu mikropora s pjenjenim sredstvom, isparavanje otapala i metodu stvaranja pora. Kao što se može vidjeti na slici 2, maska od sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele ima veličinu pora od 5 do 8 μm, što je povoljno za prodiranje molekula vodene pare iz unutrašnjosti cipele na vanjsku stranu cipele, dok suzbijanje ulaska vode u cipelu.
2.2.2 Mehanizam otporan na vodu i vlagu i dizajn hidrofilne smole za superfibre sintetički kožni furnir za zaštitne cipele
Prodiranje molekula vodene pare u PU masku također je prvi proces adsorpcije i ponovne infiltracije, stoga je izbor materijala PU maske također vrlo važan. Xie Fuchun i sur. koristio polietilen glikol kao mekani segment za sintetiziranje poliuretana s izvrsnim hidrofilnim svojstvima. Može se koristiti PU film izrađen od PU smole s hidrofilnim skupinama (kao što je etoksilat) u strukturi mekog segmenta. Molekule vodene pare adsorbirane su vodikovom vezom. Budući da je tlak vodene pare u cipeli veći od vanjske strane cipele, molekule vodene pare kontinuirano se prenose prema vanjskoj strani cipele duž razmaka između poliuretanskih molekularnih lanaca, čime se ostvaruje učinak propusnosti vlage.
Ukratko, u dizajnu procesa suhog furnira, ako maska nema mikropore, vodena para se može prenijeti na drugu stranu površine sintetičke kože od mikrovlakana čak i pomoću hidrofilne PU smole, 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 sintetičke kože od mikrovlakana, a propusnost vlage nije dobra. Stoga se pri projektiranju procesa fasetiranja sintetičke kože od supervlakana za zaštitne cipele koristi hidrofilna smola, a mikropore s promjerom pora od 4 × 10 -4 do 20 μm dizajnirane su tako da omogućuju nesmetan prolaz molekulama vodene pare. Voda, ali je teško ući u cipele kako bi se postigla svrha propusnosti vlage i vodootpornosti.
3 Polja primjene sintetičke kože od mikrovlakana za zaštitne cipele
Prema statistici Ministarstva rada Hong Konga, oko jedne trećine sigurnosnih nezgoda na radu uzrokovano je gaženjem predmeta, dodirivanjem predmeta ili ozljeđivanjem predmetima. Posljedica su često ozljede stopala i teški invaliditet. U stranim zemljama, posebno u zapadnim razvijenim zemljama, velika se važnost pridaje zaštiti stopala, zahtijevajući od zaposlenika nošenje profesionalne obuće. Kina je također izdala niz standarda za testiranje proizvoda za zaštitu stopala. Stoga zaštitne cipele imaju široku tržišnu perspektivu. Trenutno Kina ima najveću bazu za proizvodnju profesionalne obuće u Aziji.
Sa stalnim napretkom društva, postoji sve više i više varijanti individualnih proizvoda za zaštitu na radu. U Europi i Sjedinjenim Državama, prijašnje jednostruke zaštitne cipele sada su podijeljene na zaštitne cipele, antistatičke cipele, zaštitne zaštitne cipele za prste, vojne cipele, medicinske sestre prema profesionalnim karakteristikama. Cipele, administrativne cipele, latino cipele i druge vrste, tako da je primjena superfibrozne sintetičke kože za zaštitne cipele opsežnija, kako slijedi:
Za sigurnosne cipele: gornji dio cipela kao što su zaštitne cipele, antistatičke cipele, sigurnosne cipele za prste i sigurnosne cipele protiv udaraca. Gornji dio ovih cipela uglavnom je crn ili smeđi i uglavnom se koristi u rudarstvu, građevinarstvu, metalurgiji, transportu, žetvi i drugim industrijama za zaštitu prstiju. Zahtijeva da koža cipela bude propusna za vlagu i vodootporna, a fizikalno-mehanička čvrstoća sintetičke kože od super-vlakana za zaštitne cipele premašila je snagu kože. Stoga je sintetička koža od super vlakana za zaštitne cipele trenutno vrlo popularna u zemlji i inozemstvu.
Za profesionalne cipele: gornji dio cipela kao što su cipele za medicinske sestre, cipele za direktore i ženske radne cipele. Među njima su cipele za medicinske sestre vrlo česte. Trenutačno mnoge bolnice u zemlji i inozemstvu koriste posebne cipele za medicinske sestre kako bi se spriječilo da igla padne i ubode stopalo kada je igla ubodena. Sestrinske cipele su uglavnom bijele boje, a gornjište mora biti propustljivo za vlagu, vodootporno, otporno na savijanje, mekano i udobno. Mnoge zemlje u Europi i Sjedinjenim Američkim Državama zahtijevaju od rukovoditelja da na poslu nose cipele za direktore, žene nose ženske radne cipele, te cipele također zahtijevaju da gornji dio kože bude propustljiv za vlagu.
Za vojne cipele: U prošlosti su se većinom izrađivale od goveđe kože. Trenutačno je koža postupno zamijenjena sintetičkom kožom od mikrovlakana, koja zahtijeva da površina kože ima propusnost vlage i vodootpornost.
Za ženske latino plesne cipele: rana upotreba kravlje ili ovčje kože, trenutna upotreba prozračne, propusne za vlagu proizvodnje super-vlaknaste sintetičke kože.
Uz sve veću specijaliziranu podjelu rada, rastuću svijest o individualnoj zaštiti i sve veću nestašicu dermisa, koža za zaštitnu obuću s funkcijama koje dišu, propuštaju vlagu i vodootpornost će imati 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, projektiranje procesa supervlaknaste sintetičke kože za zaštitne cipele treba započeti od osnovne tkanine od mikrovlakana i procesa suhog furniranja. Osnovna tkanina od sintetičke kože od mikrovlakana treba više mikropora u strukturi. Struktura je dizajnirana da olakša difuziju vodene pare iz unutrašnjosti cipele; u isto vrijeme, supervlaknasta osnovna tkanina od sintetičke kože mora imati određeno hidrofobno svojstvo kako bi se spriječilo da kišnica i slično uđe u cipelu. U suhom furniru nije samo potrebno koristiti hidrofilnu PU smolu za poboljšanje prozračnosti zaštitnih cipela, već također imati mikropore s odgovarajućim porama na površini kože kako bi se olakšao prijenos vlage u cipeli, a istovremeno spriječio ulazak vode cipelu i izazivanje vlage. noga.