Tiivistelmä: Suojakenkien mikrokuituisen synteettisen nahan toiminnallisten vaatimusten mukaisesti käsiteltiin mikrokuituisen synteettisen nahan pohjakankaan ja kuivaviilupolyuretaanikalvon (PU) vedenpitävää ja kosteutta läpäisevää mekanismia. Suunniteltiin suojakenkien mikrokuituinen synteettinen nahkapohjakangas. Rakenna ja valitse hydrofiilinen polyuretaanihartsi mikrokuituisen synteettisen nahan pintakerroksen hartsiksi ja säädä PU-kalvon mikrohuokoshalkaisijaa, jotta se täyttää vedenpitävyyden ja kosteuden läpäisevyyden vaatimukset. Samalla esitellään suojakenkien mikrokuituisen synteettisen nahan sovellusalueita.
Avainsanat: suojakengät; mikrokuitua; keinonahka; kosteuden läpäisevyys; vedenkestävä; työvakuutus kengät; anti-staattinen kengät; suojaava varvas turvakengät;
1. Esittely
Suojakengät ovat kenkiä, joita käytetään työpaikalla suojaamaan jalkoja loukkaantumiselta. Ne ovat osa yksittäisiä työsuojelutuotteita tai yksittäisiä sotilaiden suojajärjestelmiä kehittyneissä maissa Euroopassa ja Amerikassa. Viime aikoina yhä useammat maat vaativat henkilökunnalta Suojakenkien käyttämistä mahdollisten vaarojen estämiseksi työssä, jotkut Kiinan teollisuudenalat tai yritykset vaativat myös ihmisiä käyttämään suojakenkiä työskennellessään, joten suojakenkien markkinat kasvavat ja laajenevat. Monien ympäristönsuojelulakien ja -määräysten käyttöönoton sekä nahan korkeiden kustannusten ja rajallisen lähteen vuoksi ja joissakin erityistilanteissa (kuten aseptisessa työssä) dermis on taipuvainen rappeutumaan ja bakteerien on vaikea täyttää vaatimuksia. . Siksi ihmiset alkoivat etsiä vaihtoehtoja dermikselle. Viime vuosina polyuretaanista mikrokuituliinanahasta valmistetut suojakengät (mikrokuitu synteettinen nahka) ovat tulleet yhä suositummiksi.
Nahkaan verrattuna synteettisen mikrokuitunahan vika on, että se ei ime hikeä ja hengitä, mikä tekee ihmisistä epämukavaksi ja ontuvaksi. Suojakenkien superkuituinen synteettinen nahka on suunniteltu erityisesti nahan kosteuden imeytymis- ja läpäisyominaisuuksien perusteella. Sillä on sekä kosteutta läpäiseviä että vedenpitäviä ominaisuuksia, eli kengät estävät ulkosadetta tunkeutumasta kengännahkaan käytön aikana ja samalla kenkien sisällä oleva hiki poistuu, mikä tekee ihmisistä mukavan.
Tässä artikkelissa käsiteltiin synteettisen mikrokuituisen nahkapohjakankaan kosteutta läpäisevää ja vettä hylkivää mekanismia ja saatiin aikaan kosteutta läpäisevän vedenpitävän mikrokuituisen synteettisen nahkapohjakankaan valmistusmenetelmä. Keskusteltiin mikrokuituisen synteettisen nahan kuivalaminointiprosessista. Mikrokuituisen synteettisen nahkapolyuretaani (PU) -hartsin ja superkuituisen synteettisen nahan PU-kalvon kosteuden läpäisevyys ja vedenpitävä mekanismi analysoitiin. Mikrokuituisen synteettisen nahan valmistus suoritettiin suojakenkiin. Teoreettisen perustan luona on mahdollista korvata luonnonnahka mikrokuituisella synteettisellä nahalla.
2 Mikrokuituisen synteettisen nahan prosessisuunnittelu suojakenkiin
Suojakenkien synteettisen nahan on oltava standardin EN345 tai ISO20345 mukainen, jotta sitä voidaan levittää ulkomaisille markkinoille (EN345 tai ISO20345 on eurooppalainen ja amerikkalainen suojajalkineiden saatavuutta koskeva standardi). Suojakenkien superkuituisen synteettisen nahan kosteudenläpäisyindeksi edellyttää vesihöyryn läpäisevyyttä, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 0,8 mg/(cm2·h) ja vesihöyrynläpäisykerroin on suurempi tai yhtä suuri kuin 1,5 mg/cm2, kun taas vedenpitävyysindeksi vaatii vettä absorptionopeus Alle tai yhtä suuri kuin 30 % ja veden kuluminen. Läpäisevyys on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,2 mg. Kosteudenläpäisevyyden ja vedenpitävyystekniikan vaatimusten täyttämiseksi suojakenkien superkuituinen synteettinen nahka on suunniteltu synteettisen mikrokuitupohjakankaan ja kuivaviilun kahdesta osasta.
2.1 Mikrokuituisen synteettisen nahan pohjakankaan prosessisuunnittelu suojakenkiin
2.1.1 Vedenpitävä ja kosteutta läpäisevä mekanismi synteettisestä nahkaisesta mikrokuituliinasta suojakenkiin
Suojakenkien superkuituisen synteettisen nahkapohjaliinan kosteuden läpäisevyyden ja vedenpitävyyden tutkimiseksi ensimmäinen on analysoida mikrokuituisen synteettisen nahkapohjakankaan kosteuden läpäisevyyden ja vedenpitävyyden mekanismi. Kosteuden siirtyminen on itse asiassa kaksi adsorptio- ja siirtoprosessia. Ensin kengän sisällä oleva vesihöyry (eli hiki) adsorboituu kengän sisäpuolelle ja siirtyy sitten kengän sisäpuolelta kengän ulkopuolelle. Adsorptioprosessi vaatii vesihöyryn adsorptiopisteen mikrokuituisen synteettisen nahkapohjakankaan päällä. Adsorptiopiste voi olla se, että vesimolekyylit adsorboivat vetysidoksilla tai adsorboituvat huokoisesti. Ilman adsorptiopisteitä vesihöyry ei imeydy, eikä kenkien sisällä olevaa hikeä voida käyttää. Siirto pois, joten kun suunnittelet mikrokuituisen synteettisen nahkapohjakankaan, mikrokuituisen synteettisen nahan pohjakankaalla tulisi olla tietty hydrofiilinen absorptiotoiminto. Veden ja synteettisen nahan pohjakankaan nailonkuitu muodostaa helposti vetysidoksia ja sillä on tietty hydrofiilisyys, joten pohjakankaalla on tietty hydrofiilisyys. Lisäksi mitä enemmän huokosia mikrokuituisen synteettisen nahan pohjakankaassa, sitä suurempi ominaispinta-ala. Sitä helpompi vesihöyry on adsorboitu. Vesihöyryn tunkeutumisessa, jos mikrokuituisen synteettisen nahkapohjakankaan huokoshalkaisija on suuri ja avautumissuhde on korkea, vesihöyryn siirtonopeus on nopea ja siirtymämäärä suuri. Kuvassa 1 on esitetty suojakenkien superkuituisen synteettisen nahkapohjakankaan rakenne. Voidaan nähdä, että suojakenkien mikrokuituisen synteettisen nahkapohjakankaan poikkileikkauksessa on useita mikrohuokosia, jotka helpottavat kosteuden siirtymistä kengässä.
Samaan aikaan synteettisen mikrokuituisen nahkapohjakankaan huokoshalkaisija on yleensä suuri ja epätasainen, ja sadevesi kulkee helposti läpi. Suojakenkien superkuituisen synteettisen nahan pohjakankaan käyttö edellyttää myös mikrokuituista synteettistä nahkaa. Se on käsitelty siten, että sillä on tietty hydrofobinen ominaisuus, joka vähentää superkuitupohjakankaan läpi kulkevan sadeveden nopeutta ja määrää, jotta sadevesi ei pääse helposti kengän sisäpuolelle, jolloin saavutetaan vedenpitävä toiminto.
Yhteenvetona voidaan todeta, että suojakenkien superkuituisen synteettisen nahkapohjakankaan valmistusprosessin suunnittelussa superkuituisella pohjakankaalla tulisi olla tietty vesihöyryn adsorptiopiste (eli hydrofiilinen toiminto), eli mikrokuitupohjakankaalla on korkea avaussuhde. Ja kunnollisella aukolla, samalla mikrokuitupohjakankaalla on tietty vedenpitävä toiminto, joka saavuttaa sekä kosteuden läpäisevyyden että vedenpitävyyden.
2.1.2 Mikrokuituisen synteettisen nahkapohjaisen kankaan valmistelu suojakenkiin
Edellä mainitun kosteutta läpäisevän ja vedenpitävän mekanismin analyysin mukaan suunnittelimme superkuituisen synteettisen nahkaisen pohjaliinan suojakenkiin. Spesifinen prosessi on seuraava: polyeteeni ja nailon 6 sekoitetaan ja sekoitetaan tietyn painosuhteen mukaisesti 220-300 C asteen lämpötilassa, sulapehmittämällä yksiruuvipuristimella polyeteeni- ja nailonsaareke kuidut, joiden hienousaste on 4 - 7 denieriä, kehrätään ja kuidut leikataan lyhyiksi kuiduiksi, joiden pituus on 40 - 60 mm, joille neulataan kuitukangas ja kuitukangas. Superkuituinen synteettinen nahkapohjakangas saadaan tasoittamalla, kyllästämällä märkä polyuretaaniliete, vähentämällä tolueenia, paisuttamalla öljyä ja vastaavia. Tuloksena oleva kolmiulotteinen mikrokuituisten synteettisten nahkakankaiden verkosto on samanlainen kuin nahka, ja sen repäisylujuus, muodon säilyvyys, tasaisuus, kemikaalien kestävyys sekä veden- ja homeenkestävyys ylittävät luonnollisen nahan.
Samaan aikaan superkuituinen synteettinen nahkapohjakangas yhdistettynä polyuretaanilietteen kyllästys- ja pelkistyskäsittelytekniikkaan, jossa on huokoinen rakenne, muodostaa suuren määrän mikrohuokosia, ja sillä on suuri ominaispinta-ala ja vahva veden imeytyminen. Siksi mikrokuituinen synteettinen nahkakangas voi kilpailla korkealaatuisen luonnonnahan kanssa sisäisen mikrorakenteen ja materiaalin sekä ulkonäön ja fysikaalisten ominaisuuksien sekä ihmisten tunteen perusteella. Prosessi on seuraava: kehruu → neulareistetty kuitukangas → silitys → kyllästys → pelkistys → paisuntakuivaus → mikrokuituinen synteettinen nahkapohjakangas pehmeällä hydrofobisella käsittelyaineella, kuten silikonilla tai fluoripiillä → kyllästys → puristus ja kuivaus Mikrokuitu saadaan synteettistä nahkaa suojakenkien pohjakangasta, jolla on tietty hydrofobinen toiminto.
2.2 Superkuituisen synteettisen nahkaviilun suunnittelu suojakenkiin
2.2.1 Vedenpitävä ja kosteutta läpäisevä mekanismi ja muotoilu superkuidusta synteettisestä nahkaviilusta PU mikrohuokoinen kalvo suojakenkiin
Suojakenkien superkuituisen synteettisen nahan kosteudenläpäisevyyden ja vedenpitävyyden välisen ristiriidan ratkaisemiseksi on myös tarpeen suunnitella kuivaviilun PU-kalvorakenne ja edellytetään, että myös mikrokuituisen synteettisen nahan pinnassa on mikrohuokosia. sopivalla huokoshalkaisijalla.
Vedeneristys estää pääasiassa sadeveden tunkeutumisen kengän pintaan. Kun kosteus siirtyy, kengän sisällä oleva vesihöyry siirtyy kengän ulkopuolelle. Vesihöyry tunkeutuu mikrokuituisen synteettisen nahan mikrohuokosiin ja kulkee kaasun läpi. Vesihöyrymolekyylien halkaisija on 4×10-4μm. Vesihöyryä voidaan käyttää niin kauan kuin mikrokuituisen nahan pinnan mikrohuokoshalkaisija on suurempi kuin 4 × 10-4 μm. Se siirtyy kengän sisäpuolelta kengän ulkopuolelle ja sillä on kosteutta läpäisevä toiminto. Kun sadevesi kulkee mikrokuituisen synteettisen nahan mikrohuokosten läpi, pintajännitys syntyy, kun sadevesi koskettaa mikrohuokosia. Jos huokoshalkaisija on pieni, sadeveden on vaikea päästä kenkään mikrohuokosten kautta, jolloin saavutetaan vedeneristyksen tarkoitus. Tutkimukset ovat osoittaneet, että erilaisten sadesumujen pienin halkaisija, joka voi kulkea mikrohuokosten läpi, on: sumu on 20 μm, kevyt sade on 400-900 μm ja kohtalainen sade ja rankkasade yli 2000 μm. Siksi kuivaviilun PU-kalvon mikrohuokoshalkaisija voidaan suunnitella hyödyntämällä vesihöyryn ja mikrohuokosten läpi kulkevan sadeveden huokoshalkaisijan eroa.
Siksi kuivaviilutusprosessissa viilun jälkeiseen PU-kalvoon tuotetaan tietty määrä mikrohuokosia, joilla on tietty huokoshalkaisija, ja mikrohuokosten huokoshalkaisijaksi säädetään 4×10 −4-20 μm, jolloin vesihöyry pääsee tunkeutumaan vapaasti. Samanaikaisesti sadevettä on vaikea päästää läpi kosteuden läpäisevyyden ja vedenpitävyyden tavoitteen saavuttamiseksi. Tällä hetkellä menetelmiä mikrohuokosten tuottamiseksi synteettisen nahan pintaan ovat lasermekaaninen lävistysmenetelmä, vaahdotusaineen mikrohuokosmenetelmä, liuotinhaihdutus ja huokosten muodostusmenetelmä. Kuten kuvasta 2 voidaan nähdä, suojakenkien mikrokuituisen synteettisen nahkanaamion huokoskoko on 5-8 μm, mikä on edullinen vesihöyrymolekyylien tunkeutumiseen kengän sisäpuolelta kengän ulkopuolelle. estää veden pääsyn kenkään.
2.2.2 Vedenpitävä ja kosteutta läpäisevä mekanismi ja hydrofiilisen hartsin muotoilu superkuituiselle synteettiselle nahkaviilulle suojakenkiin
Vesihöyrymolekyylien tunkeutuminen PU-maskiin on myös ensimmäinen adsorptio- ja uudelleentunkeutumisprosessi, joten PU-maskin materiaalin valinta on myös erittäin tärkeä. Xie Fuchun et ai. käytti polyetyleeniglykolia pehmeänä segmenttinä syntetisoimaan polyuretaania, jolla on erinomaiset hydrofiiliset ominaisuudet. Voidaan käyttää PU-hartsista valmistettua PU-kalvoa, jossa on hydrofiilisiä ryhmiä (kuten etoksylaattia) pehmeässä segmentissä. Vesihöyrymolekyylit adsorboivat vetysidoksen. Koska vesihöyryn paine kengässä on suurempi kuin kengän ulkosivu, vesihöyrymolekyylit siirtyvät jatkuvasti kengän ulkopuolelle polyuretaanimolekyyliketjujen välistä rakoa pitkin, mikä aiheuttaa kosteutta läpäisevää vaikutusta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kuivaviiluprosessin suunnittelussa, jos maskissa ei ole mikrohuokosia, vesihöyry voi siirtyä mikrokuituisen synteettisen nahan pinnan toiselle puolelle jopa hydrofiilisen PU-hartsin avulla, mutta se on helppo olla hydrofiilinen PU-naamarimateriaali. . Vesikalvon muodostuessa vesihöyryä on vaikea siirtää nopeasti ja jatkuvasti mikrokuituisen synteettisen nahkapinnan toiselle puolelle, eikä kosteuden läpäisevyys ole hyvä. Tästä syystä suunniteltaessa superkuituista synteettistä nahkaa suojakenkien viiluprosessia käytetään hydrofiilistä hartsia ja suunnitellaan mikrohuokos, jonka huokoshalkaisija on 4 × 10 -4 - 20 μm, jotta vesihöyrymolekyylit pääsevät kulkemaan vapaasti. Vettä, mutta kenkiin on vaikea päästä kosteuden läpäisevyyden ja vedenpitävyyden tavoitteen saavuttamiseksi.
3 Mikrokuituisen synteettisen nahan käyttöalueet suojakenkiin
Hongkongin työministeriön tilastojen mukaan noin kolmasosa työtapaturmien turvallisuusonnettomuuksista johtuu esineiden astelemisesta, esineiden koskettamisesta tai esineiden aiheuttamasta loukkaantumisesta. Seurauksena on usein jalkavammoja ja vakava vamma. Ulkomailla, varsinkin läntisissä kehittyneissä maissa, jalkojen suojaamiseen kiinnitetään suurta huomiota, mikä edellyttää työntekijöiltä ammattikenkien käyttöä. Kiina on myös julkaissut sarjan tuotetestausstandardeja jalkojen suojaamiseksi. Siksi suojajalkineilla on laajat markkinanäkymät. Tällä hetkellä Kiinalla on Aasian suurin ammattimainen kenkien tuotantokanta.
Yhteiskunnan jatkuvan kehityksen myötä yksilöllisiä työsuojelutuotteita on yhä enemmän. Euroopassa ja Yhdysvalloissa aiemmat yksittäiset turvakengät jaetaan nyt ammatillisten ominaisuuksien mukaan suojakenkiin, antistaattisiin kenkiin, suojakärkisiin turvakenkiin, sotilaskenkiin, sairaanhoitajiin. Kengät, hallintokengät, latinalaiset tanssikengät ja muut tyypit, joten superkuituisen synteettisen nahan käyttö suojakenkiin on laajempi, seuraavasti:
Turvakenkiin: päälliset kengille, kuten suojakengät, antistaattiset kengät, varvassuojakengät ja iskunkestävät kengät. Näiden kenkien päälliset ovat pääasiassa mustia tai ruskeita, ja niitä käytetään pääasiassa kaivosteollisuudessa, rakentamisessa, metallurgiassa, kuljetuksissa, sadonkorjuussa ja muilla teollisuudenaloilla varpaiden suojaamiseksi. Se edellyttää, että kengännahka on kosteutta läpäisevä ja vedenpitävä, ja suojakenkien superkuituisen synteettisen nahan fysikaalis-mekaaninen lujuus on ylittänyt nahan. Siksi suojakenkien superkuituinen synteettinen nahka on tällä hetkellä erittäin suosittu kotimaassa ja ulkomailla.
Ammattikäyttöön tarkoitettuihin kenkiin: kenkien päälliset, kuten hoitajakengät, johtajakengät ja naisten työkengät. Niistä sairaanhoitajan kengät ovat hyvin yleisiä. Tällä hetkellä monet sairaalat kotimaassa ja ulkomailla käyttävät erityisiä sairaanhoitajakenkiä estämään neulaa putoamasta ja pistosta jalkaan, kun neulaa ammutaan. Hoitajan kengät ovat pääosin valkoisia, ja päällisen edellytetään olevan kosteutta läpäisevä, vedenpitävä, taipumista kestävä, pehmeä ja mukava. Monet Euroopan ja Yhdysvaltojen maat vaativat johtajia käyttämään johtajien kenkiä töissä, naiset käyttävät naisten työkenkiä, ja nämä kengät vaativat myös päällisen nahan olevan kosteutta läpäisevä.
Sotilaskenkiin: Aiemmin useimmat niistä tehtiin lehmännahasta. Tällä hetkellä nahkaa on vähitellen korvattu mikrokuituisella synteettisellä nahalla, mikä edellyttää nahkapinnalta kosteutta läpäisevää ja vedenpitävää toimintaa.
Naisten Latinalaisen tanssin kengät: varhainen käyttö lehmännahka tai lampaannahkojen tuotanto, nykyinen käyttö hengittävä, kosteuden läpäisevyys super-kuitu synteettinen nahka tuotantoa.
Yhä erikoistuneen työnjaon, kasvavan tietoisuuden yksilösuojauksesta ja dermiksen kasvavan niukkuuden myötä hengittävillä, kosteutta läpäisevillä ja vedenpitävillä ominaisuuksilla varustetuilla suojajalkineiden nahalla on laajat markkinat ja niitä aletaan vähitellen soveltaa urheilukenkiin ja juoksuun. kenkiä. Vaihda tulevaisuudessa nahka vähitellen.
4. Johtopäätös
Vedeneristystoiminnon ja ilmanläpäisevyyden tyydyttämiseksi suojakenkien superkuituisen synteettisen nahan prosessisuunnittelu tulisi aloittaa mikrokuitupohjakankaasta ja kuivaviiluusprosessista. Mikrokuituinen synteettinen nahkapohjakangas tarvitsee enemmän mikrohuokosia rakenteeseen. Rakenne on suunniteltu helpottamaan vesihöyryn diffuusiota kengän sisältä; samalla superkuituisella synteettisellä nahkapohjakankaalla on oltava tietty hydrofobinen ominaisuus, joka estää sadeveden ja vastaavien pääsyn kenkään. Kuivassa viilussa ei tarvitse käyttää vain hydrofiilistä PU-hartsia suojaavien kenkien hengittävyyden parantamiseksi, vaan myös nahan pinnassa on oltava sopivilla huokosilla varustettuja mikrohuokosia, jotka helpottavat kosteuden siirtymistä kengässä ja estävät samalla veden pääsyn sisään. kenkään ja aiheuttaa kosteutta. jalka.