Resum: D'acord amb els requisits funcionals del cuir sintètic de microfibra per a sabates de protecció, es va discutir el mecanisme impermeable i permeable a la humitat del teixit de base de cuir sintètic de microfibra i la pel·lícula de poliuretà (PU) de xapa sec. Es va dissenyar el disseny de teixit de base de cuir sintètic de microfibra per a sabates protectores. Estructura i selecciona la resina de poliuretà hidròfila com a resina de capa superficial de cuir sintètic de microfibra i controla el diàmetre de microporos de la pel·lícula PU per complir els requisits d'impermeabilitat i permeabilitat a la humitat. Al mateix temps, s'introdueixen els camps d'aplicació de la pell sintètica de microfibra per a sabates de protecció.
Paraules clau: calçat protector; microfibra; pell sintètica; permeabilitat a la humitat; impermeable; sabates d'assegurança laboral; sabates antiestàtiques; sabates de seguretat protectores dels dits del peu;
1. Introducció
Les sabates de protecció són sabates que es fan servir al lloc de treball per protegir els peus de lesions. Formen part dels productes individuals de protecció laboral o dels sistemes de protecció individual dels soldats als països desenvolupats d'Europa i Amèrica. Recentment, cada cop més països requereixen que el personal porti calçat protector per prevenir possibles perills durant el treball, algunes indústries o empreses de la Xina també requereixen que les persones portin sabates protectores quan treballin, de manera que el mercat de sabates protectores serà cada cop més gran. Amb la introducció de moltes lleis i regulacions de protecció del medi ambient, així com l'alt cost i la font limitada de cuir, i en algunes ocasions específiques (com ara treballs asèptics), la dermis és propensa a la descomposició i els bacteris són difícils de complir els requisits . Per tant, la gent va començar a buscar alternatives a la dermis. En els últims anys, les sabates protectores fetes de cuir artificial de niló de microfibra de poliuretà (cuir sintètica de microfibra) s'han tornat cada cop més populars.
En comparació amb la pell, el defecte de la pell sintètica de microfibra és que no absorbeix la suor i respira, cosa que fa que la gent estigui incòmoda i coixa. El cuir sintètic de súper fibra per a sabates de protecció està especialment dissenyat en funció de les característiques d'absorció d'humitat i permeabilitat de la pell. Té permeabilitat a la humitat i propietats impermeables, és a dir, les sabates impedeixen que la pluja exterior penetri a la pell de la sabata mentre es porta, i al mateix temps, la suor de les sabates es descarrega, fent que la gent estigui còmoda.
En aquest article, es va parlar del mecanisme impermeable i permeable a la humitat del teixit de base de cuir sintètic de microfibra i es va obtenir el mètode de preparació del teixit de base de cuir sintètic de microfibra impermeable permeable a la humitat. Es va parlar del procés de laminació en sec del cuir sintètic de microfibra. Es va analitzar la permeabilitat a la humitat i el mecanisme impermeable de la resina de poliuretà (PU) de cuir sintètic de microfibra i la pel·lícula de PU de pell sintètica de superfibra. Es va realitzar la preparació de pell sintètica de microfibra per a sabates de protecció. Proporcionant una base teòrica, és possible substituir la pell natural per la pell sintètica de microfibra.
2 Disseny de procés de pell sintètica de microfibra per a sabates protectores
El cuir sintètic per a calçat de protecció ha de complir la norma EN345 o ISO20345 per ser distribuït als mercats estrangers (EN345 o ISO2{0345 és l'estàndard europeu i nord-americà per a l'accés al calçat de protecció). L'índex de permeabilitat a la humitat de la pell sintètica superfibrosa per a sabates de protecció requereix una permeabilitat de vapor d'aigua superior o igual a 0,8 mg/(cm2·h) i un coeficient de permeabilitat al vapor d'aigua superior o igual a 1,5 mg/cm2, mentre que l'índex impermeable requereix aigua. taxa d'absorció inferior o igual al 30% i desgast de l'aigua. La permeabilitat és inferior o igual a 0,2 mg. Per complir amb els requisits de permeabilitat a la humitat i tecnologia impermeable, el cuir sintètic de súper fibra per a sabates protectores està dissenyat a partir de les dues parts del teixit base de cuir sintètic de microfibra i la xapa seca.
2.1 Disseny del procés de teixit de base de cuir sintètic de microfibra per a sabates protectores
2.1.1 Mecanisme impermeable i permeable a la humitat de tela base de cuir sintètic de microfibra per a sabates protectores
Per estudiar la permeabilitat a la humitat i la funció impermeable de la tela base de cuir sintètic de súper fibra per a sabates protectores, el primer és analitzar el mecanisme de permeabilitat a la humitat i impermeable de la tela de base de cuir sintètic de microfibra. La transmissió de la humitat és en realitat dos processos d'adsorció i transferència. En primer lloc, el vapor d'aigua (és a dir, la suor) dins de la sabata s'adsorbeix a la part interior de la sabata i després es transfereix de l'interior de la sabata a l'exterior de la sabata. El procés d'adsorció requereix un punt d'adsorció de vapor d'aigua a la tela base de cuir sintètic de microfibra. El punt d'adsorció pot ser que les molècules d'aigua són adsorbides per ponts d'hidrogen o adsorbides porosament. Sense punts d'adsorció, el vapor d'aigua no s'adsorbeix i la suor dins de les sabates no es pot utilitzar. Transferiu-lo, de manera que quan es dissenya el teixit de base de cuir sintètic de microfibra, el teixit de base de cuir sintètic de microfibra hauria de tenir una determinada funció d'absorció hidròfila. La fibra de niló d'aigua i el teixit base de cuir sintètic forma fàcilment enllaços d'hidrogen i té una certa hidrofilicitat, de manera que el teixit base té certa hidrofilicitat. A més, com més porus tingui el teixit base de pell sintètica de microfibra, més gran serà la superfície específica. Com més fàcil és absorbir el vapor d'aigua. En la penetració del vapor d'aigua, si el diàmetre de porus del teixit de base de cuir sintètic de microfibra és gran i la relació d'obertura és alta, la velocitat de transferència del vapor d'aigua és ràpida i la quantitat de transferència és gran. La figura 1 mostra l'estructura d'un teixit base de cuir sintètic superfibrós per a sabates protectores. Es pot veure que la secció transversal del teixit base de cuir sintètic de microfibra per a sabates de protecció té una pluralitat de microporus que faciliten la transferència d'humitat a la sabata.
Al mateix temps, el diàmetre de porus del teixit de base de cuir sintètic de microfibra és generalment gran i desigual, i l'aigua de pluja es passa fàcilment. Per tal de satisfer l'ús del teixit de base de cuir sintètic superfibrós per a sabates de protecció, també és necessari dur a terme el teixit de base de cuir sintètic de microfibra. Es processa per tenir una certa propietat hidròfoba per reduir la velocitat i la quantitat d'aigua de pluja que passa pel teixit base de superfibra, de manera que l'aigua de pluja no arribi fàcilment a l'interior de la sabata, aconseguint així la funció impermeable.
En resum, en el disseny del procés de producció del teixit base de cuir sintètic superfibrós per a sabates de protecció, el teixit base superfibrós hauria de tenir un cert punt d'adsorció de vapor d'aigua (és a dir, funció hidròfila), és a dir, el teixit base de microfibra té un alt relació d'obertura. I amb una obertura adequada, al mateix temps, el teixit base de microfibra té una certa funció impermeable, aconseguint tant permeabilitat a la humitat com impermeable.
2.1.2 Preparació d'una tela base de pell sintètica de microfibra per a calçat protector
Segons l'anàlisi del mecanisme permeable a la humitat i impermeable esmentat anteriorment, vam dissenyar un drap de base de cuir sintètic de superfibra per a sabates protectores. El procés específic és el següent: el polietilè i el niló 6 es barregen i s'agiten segons una determinada proporció de pes, a una temperatura de 220-300 graus C, mitjançant la plastificació en fusió mitjançant una extrusora d'un sol cargol, l'illa de polietilè i niló. les fibres que tenen una finesa de 4 a 7 deniers es filen i les fibres es tallen en fibres curtes amb una longitud de 40 a 60 mm, que se sotmeten a perforació d'agulla no teixida i teixit no teixit. S'obté un teixit base de cuir sintètic superfibrós aplanant, impregnant un purí humit de poliuretà, reduint el toluè, expandint l'oli i similars. La xarxa tridimensional resultant de teixits de cuir sintètic de microfibra és similar al cuir, i la seva resistència a la llàgrima, retenció de forma, uniformitat, resistència química i resistència a l'aigua i resistència a la floridura superen el cuir natural.
Al mateix temps, el teixit base de cuir sintètic superfibrós combinat amb la tecnologia de processament de reducció i impregnació de purins de poliuretà amb estructura porosa forma un gran nombre de microporus i té una gran superfície específica i una forta absorció d'aigua. Per tant, des de la microestructura interna i el material, així com l'aspecte de la textura i les propietats físiques, així com la sensació de les persones, el teixit de cuir sintètic de microfibra pot competir amb el cuir natural d'alta qualitat. El procés és el següent: filar → teixit no teixit perforat amb agulla → planxar → impregnació → reducció → assecat per expansió → teixit de base de cuir sintètic de microfibra que utilitza un agent de tractament hidròfob suau com ara silicona o silici fluor → impregnació → premsat i assecat Una microfibra s'obté un teixit base de pell sintètica per a sabates protectores amb una determinada funció hidròfoba.
2.2 Disseny de xapa de pell sintètica superfibra per a sabates de protecció
2.2.1 Mecanisme impermeable i permeable a la humitat i disseny de xapa de cuir sintètic de superfibra pel·lícula microporosa de PU per a sabates protectores
Per resoldre la contradicció entre la permeabilitat a la humitat i la impermeabilitat de la pell sintètica superfibrosa per a sabates protectores, també cal dissenyar l'estructura de la pel·lícula PU de la xapa seca, i es requereix que la superfície de cuir sintètic de microfibra també tingui microporos. amb els diàmetres de porus adequats.
La impermeabilització impedeix principalment que l'aigua de pluja penetri a la superfície del cuir a la sabata. Quan es transmet la humitat, el vapor d'aigua dins de la sabata es transfereix a l'exterior de la sabata. El vapor d'aigua penetra als microporus de la pell sintètica de microfibra i passa a través del gas. El diàmetre de les molècules de vapor d'aigua és de 4×10-4μm. Sempre que el diàmetre de microporos de la superfície de cuir de microfibra sigui més gran que 4 × 10-4 μm, es pot utilitzar el vapor d'aigua. Es transfereix de l'interior de la sabata a l'exterior de la sabata i té una funció de permeabilitat a la humitat. Quan l'aigua de pluja passa pels microporus de la pell sintètica de microfibra, la tensió superficial es produeix quan l'aigua de pluja entra en contacte amb els microporus. Si el diàmetre dels porus és petit, és difícil que l'aigua de pluja entri a la sabata a través dels microporus, aconseguint així el propòsit d'impermeabilització. Els estudis han demostrat que el diàmetre mínim de diverses boires de pluja que poden passar pels microporus és: la boira és de 20 μm, la pluja lleugera és de 400-900 μm i la pluja moderada i la pluja intensa són per sobre de 2000 μm. Per tant, el diàmetre de microporus de la pel·lícula de PU de xapa seca es pot dissenyar utilitzant la diferència en el diàmetre de porus del vapor d'aigua i l'aigua de pluja que passa pels microporus.
Per tant, en el procés de revestiment sec, la pel·lícula de PU després de la xapa es produeix amb un cert nombre de microporus amb un determinat diàmetre de porus i el diàmetre de porus dels microporus es controla per ser de 4 × 10 −4-20 μm, que permet que el vapor d'aigua penetri lliurement. Al mateix temps, és difícil passar l'aigua de pluja per aconseguir el propòsit de la permeabilitat a la humitat i la impermeabilització. Actualment, els mètodes per produir microporus a la superfície de cuir sintètic inclouen el mètode de perforació mecànica làser, el mètode de microporos d'agent d'escuma, la volatilització de dissolvents i el mètode de formació de porus. Com es pot veure a la figura 2, la màscara de cuir sintètic de microfibra per a sabates de protecció té una mida de porus de 5 a 8 μm, la qual cosa és avantatjosa per a la penetració de molècules de vapor d'aigua des de l'interior de la sabata fins a l'exterior de la sabata mentre suprimint l'entrada d'aigua a la sabata.
2.2.2 Mecanisme impermeable i permeable a la humitat i disseny de resina hidròfila per a xapa de cuir sintètic de superfibra per a sabates de protecció
La penetració de molècules de vapor d'aigua a la màscara de PU també és el primer procés d'adsorció i reinfiltració, de manera que l'elecció del material de la màscara de PU també és molt important. Xie Fuchun et al. utilitza polietilenglicol com a segment suau per sintetitzar poliuretà amb excel·lents propietats hidròfiles. Es pot utilitzar una pel·lícula de PU feta de resina de PU amb grups hidròfils (com ara etoxilat) a l'estructura del segment suau. Les molècules de vapor d'aigua són adsorbides per l'enllaç d'hidrogen. Com que la pressió de vapor d'aigua a la sabata és més gran que la part exterior de la sabata, les molècules de vapor d'aigua es transmeten contínuament a l'exterior de la sabata al llarg de la bretxa entre les cadenes moleculars de poliuretà, exercint així un efecte de permeabilitat a la humitat.
En resum, en el disseny del procés de xapa sec, si la màscara no té microporos, el vapor d'aigua es pot transferir a l'altre costat de la superfície de cuir sintètic de microfibra fins i tot mitjançant la resina de PU hidròfila, però és fàcil ser material de màscara de PU hidròfil. . Quan es forma la pel·lícula d'aigua, és difícil transferir el vapor d'aigua de manera ràpida i contínua a l'altre costat de la superfície de cuir sintètic de microfibra i la permeabilitat a la humitat no és bona. Per tant, quan es dissenya un procés de revestiment de cuir sintètic de superfibra per a sabates de protecció, s'utilitza una resina hidròfila i es dissenya un micropor amb un diàmetre de porus de 4 × 10 -4 a 20 μm per permetre que les molècules de vapor d'aigua passin lliurement. Aigua, però és difícil entrar a les sabates per aconseguir la permeabilitat a la humitat i impermeable.
3 Camps d'aplicació de la pell sintètica de microfibra per a sabates de protecció
Segons les estadístiques del Departament de Treball de Hong Kong, aproximadament un terç dels accidents de seguretat en accidents industrials són causats per trepitjar objectes, tocar objectes o ferir-se per objectes. El resultat són sovint lesions als peus i una discapacitat greu. Als països estrangers, especialment als països desenvolupats occidentals, es concedeix una gran importància a la protecció dels peus, que requereix que els empleats portin sabates professionals. La Xina també ha emès una sèrie d'estàndards de proves de productes per a la protecció dels peus. Per tant, les sabates de protecció tenen àmplies perspectives de mercat. Actualment, la Xina té la base de producció de sabates professional més gran d'Àsia.
Amb l'avenç continu de la societat, hi ha cada vegada més varietats de productes de protecció laboral individual. A Europa i als Estats Units, les sabates de seguretat úniques anteriors ara es divideixen en sabates de protecció, sabates antiestàtiques, sabates de seguretat protectores per als peus, sabates militars, infermeres segons les característiques professionals. Sabates, sabates administratives, sabates de ball llatí i altres tipus, de manera que l'aplicació de cuir sintètic superfibrós per a sabates protectores és més àmplia, com segueix:
Per a sabates de seguretat: part superior per a sabates com ara sabates protectores, sabates antiestàtiques, sabates de seguretat per a puntes i sabates de seguretat antiaixafament. La part superior d'aquestes sabates són principalment negres o marrons, i s'utilitzen principalment a la mineria, la construcció, la metal·lúrgia, el transport, la recol·lecció i altres indústries per protegir els dits dels peus. Requereix que la pell de la sabata sigui permeable a la humitat i impermeable, i la resistència física i mecànica de la pell sintètica de súper fibra per a sabates protectores ha superat la de la pell. Per tant, el cuir sintètic de súper fibra per a sabates de protecció és actualment molt popular a casa i a l'estranger.
Per a sabates professionals: part superior per a sabates com ara sabates d'infermera, sabates d'executiu i sabates de treball de dona. Entre ells, les sabates d'infermera són molt habituals. Actualment, molts hospitals nacionals i estrangers utilitzen sabates d'infermeria especials per evitar que l'agulla caigui i clavi el peu quan es dispara. Les sabates de la infermera són principalment blanques i la part superior ha de ser permeable a la humitat, impermeable, resistent a la flexió, suau i còmoda. Molts països d'Europa i els Estats Units requereixen que els executius portin sabates executius per treballar, les dones porten sabates de treball de dona, aquestes sabates també requereixen que la pell superior tingui permeabilitat a la humitat.
Per a sabates militars: en el passat, la majoria eren fetes de pell de vaca. Actualment, la pell s'ha substituït gradualment per cuir sintètic de microfibra, que requereix que la superfície del cuir tingui permeabilitat a la humitat i funció impermeable.
Per a les sabates de ball llatí femení: ús primerenc de la producció de pell de vaca o pell d'ovella, l'ús actual de la producció de pell sintètica transpirable i permeable a la humitat.
Amb la divisió del treball cada cop més especialitzada, la consciència creixent de la protecció individual i l'escassetat creixent de dermis, el calçat protector de pell amb funcions transpirables, permeables a la humitat i impermeable tindrà un mercat ampli i s'aplicarà gradualment en calçat esportiu i running. sabates. En el futur, substituïu gradualment la pell.
4 Conclusió
Per tal d'aconseguir la funció d'impermeabilització i satisfer la permeabilitat a l'aire, el disseny del procés de la pell sintètica superfibrosa per a sabates protectores s'ha de començar a partir del teixit base de microfibra i el procés de xapa sec. El teixit de base de cuir sintètic de microfibra necessita més microporus a l'estructura. L'estructura està dissenyada per facilitar la difusió del vapor d'aigua des de l'interior de la sabata; al mateix temps, el teixit de base de cuir sintètic superfibrós ha de tenir una certa propietat hidròfoba per evitar que l'aigua de pluja i similars entrin a la sabata. A la xapa seca, no només és necessari utilitzar resina de PU hidròfila per millorar la transpirabilitat de les sabates protectores, sinó també tenir microporus amb porus adequats a la superfície del cuir per facilitar la transferència d'humitat a la sabata i evitar que l'aigua entri. la sabata i provocant humitat. peu.