Samenvatting: Volgens de functionele eisen van microvezel synthetisch leer voor beschermende schoenen, werd het waterdichte en vochtdoorlatende mechanisme van microvezel synthetisch leer basisstof en droge fineer polyurethaan (PU) film besproken. Het ontwerp van de basisstof van microvezel-synthetisch leer voor beschermende schoenen is ontworpen. Structuur en selecteer hydrofiele polyurethaanhars als de oppervlaktelaaghars van microvezel synthetisch leer en controleer de microporiediameter van PU-film om te voldoen aan de eisen van waterdichtheid en vochtdoorlatendheid. Tegelijkertijd worden de toepassingsgebieden van microvezel synthetisch leer voor beschermende schoenen geïntroduceerd.
Trefwoorden: beschermende schoenen; microvezel; Synthetisch leder; vochtdoorlatendheid; waterbestendig; schoenen voor arbeidsverzekeringen; antistatische schoenen; veiligheidsschoenen met beschermende neus;
1. Inleiding
Beschermschoenen zijn schoenen die op de werkplek worden gedragen om de voeten tegen letsel te beschermen. Ze maken deel uit van de individuele arbeidsbeschermingsproducten of individuele soldatenbeschermingssystemen in ontwikkelde landen in Europa en Amerika. De laatste tijd eisen steeds meer landen dat personeel beschermende schoenen draagt om mogelijke gevaren tijdens het werk te voorkomen. Sommige industrieën of bedrijven in China eisen ook dat mensen beschermende schoenen dragen tijdens het werk, dus de markt voor beschermende schoenen zal steeds groter worden. Met de introductie van veel wet- en regelgeving op het gebied van milieubescherming, evenals de hoge kosten en de beperkte bron van leer, en in sommige specifieke gevallen (zoals aseptisch werk), is de dermis gevoelig voor bederf en is het moeilijk voor de bacteriën om aan de eisen te voldoen. . Daarom begonnen mensen alternatieven voor de dermis te zoeken. De afgelopen jaren zijn beschermende schoenen gemaakt van polyurethaan microvezel nylon kunstleer (microvezel synthetisch leer) steeds populairder geworden.
Vergeleken met leer is het nadeel van synthetisch microvezelleer dat het geen zweet absorbeert en niet ademt, waardoor mensen zich ongemakkelijk en kreupel voelen. Het supervezel synthetisch leer voor beschermende schoenen is speciaal ontworpen op basis van de vochtopname- en doorlaatbaarheidseigenschappen van het leer. Het heeft zowel vochtdoorlatende als waterdichte eigenschappen, dat wil zeggen dat de schoenen voorkomen dat de regen van buitenaf tijdens het dragen in het leer van de schoen dringt, en tegelijkertijd wordt het zweet in de schoenen afgevoerd, waardoor mensen zich comfortabel voelen.
In dit artikel werd het vochtdoorlatende en waterdichte mechanisme van microvezel-basisstof van synthetisch leer besproken, en werd de bereidingsmethode van vochtdoorlatende waterdichte microvezel-basisstof van synthetisch leer verkregen. Het droge lamineerproces van microvezel synthetisch leer werd besproken. De vochtdoorlatendheid en het waterdichte mechanisme van microvezel synthetisch leer, polyurethaan (PU) hars en supervezel synthetisch leer PU-film werden geanalyseerd. De bereiding van microvezel synthetisch leer voor beschermende schoenen werd uitgevoerd. Op basis van een theoretische basis is het mogelijk om natuurlijk leer te vervangen door synthetisch leer van microvezels.
2 Procesontwerp van microvezel synthetisch leer voor beschermende schoenen
Synthetisch leer voor beschermende schoenen moet in overeenstemming zijn met EN345 of ISO20345 om op buitenlandse markten te mogen circuleren (EN345 of ISO20345 is de Europese en Amerikaanse norm voor toegang tot beschermend schoeisel). De vochtdoorlaatbaarheidsindex van het supervezelige synthetische leer voor beschermende schoenen vereist een waterdampdoorlaatbaarheid groter dan of gelijk aan 0,8 mg/(cm2·h) en een waterdampdoorlaatbaarheidscoëfficiënt groter dan of gelijk aan 1,5 mg/cm2, terwijl de waterdichte index water vereist absorptiesnelheid Minder dan of gelijk aan 30% en waterslijtage. De permeabiliteit is minder dan of gelijk aan 0,2 mg. Om te voldoen aan de eisen van vochtdoorlatendheid en waterdichte technologie, is het supervezel synthetisch leer voor beschermende schoenen ontworpen uit de twee delen van de basisstof van microvezel synthetisch leer en het droge fineer.
2.1 Procesontwerp van basisstof van microvezel-synthetisch leer voor beschermende schoenen
2.1.1 Waterdicht en vochtdoorlatend mechanisme van microvezel synthetisch leren basisdoek voor beschermende schoenen
Om de vochtdoorlatendheid en waterdichte functie van het supervezelige synthetisch leren basisdoek voor beschermende schoenen te bestuderen, moet eerst het mechanisme van vochtdoorlatendheid en waterdicht van het microvezel synthetisch leren basisdoek worden geanalyseerd. Vochtoverdracht is eigenlijk twee processen van adsorptie en overdracht. Eerst wordt de waterdamp (dwz zweet) in de schoen geadsorbeerd aan de binnenkant van de schoen en vervolgens van de binnenkant van de schoen naar de buitenkant van de schoen overgebracht. Het adsorptieproces vereist een waterdamp-adsorptiepunt op de microvezel-basisdoek van synthetisch leer. Het adsorptiepunt kan zijn dat watermoleculen worden geadsorbeerd door waterstofbruggen of poreus worden geadsorbeerd. Zonder adsorptiepunten absorbeert waterdamp niet en kan het zweet in de schoenen niet worden gebruikt. Overbrengen, dus bij het ontwerpen van de basisstof van microvezel synthetisch leer, moet de basisstof van microvezel synthetisch leer een bepaalde hydrofiele absorptiefunctie hebben. De nylonvezel van de basisstof van water en synthetisch leer vormt gemakkelijk waterstofbruggen en heeft een bepaalde hydrofiliciteit, dus de basisstof heeft een bepaalde hydrofiliciteit. Bovendien geldt: hoe meer poriën van de basisstof van microvezel-synthetisch leer, hoe groter het specifieke oppervlak. Hoe gemakkelijker het is om waterdamp te adsorberen. Bij de penetratie van waterdamp, als de poriediameter van de basisstof van microvezel-synthetisch leer groot is en de openingsverhouding hoog is, is de overdrachtssnelheid van waterdamp snel en is de hoeveelheid overdracht groot. Figuur 1 toont de structuur van een supervezelig basismateriaal van synthetisch leer voor beschermende schoenen. Het is te zien dat de dwarsdoorsnede van de basisstof van microvezel-synthetisch leer voor beschermende schoenen meerdere microporiën heeft die de overdracht van vocht in de schoen vergemakkelijken.
Tegelijkertijd is de poriediameter van de basisstof van microvezel-synthetisch leer over het algemeen groot en ongelijkmatig, en wordt het regenwater gemakkelijk doorgelaten. Om te voldoen aan het gebruik van de supervezelige basisstof van synthetisch leer voor beschermende schoenen, is het ook noodzakelijk om de basisstof van microvezel synthetisch leer uit te voeren. Het is verwerkt om een bepaalde hydrofobe eigenschap te hebben om de snelheid en de hoeveelheid regenwater die door de supervezelbasisstof stroomt te verminderen, zodat het regenwater niet gemakkelijk de binnenkant van de schoen bereikt, waardoor de waterdichte functie wordt bereikt.
Samenvattend moet bij het ontwerp van het productieproces van de supervezelige basisstof van synthetisch leer voor beschermende schoenen de supervezelige basisstof een bepaald waterdampadsorptiepunt hebben (dwz hydrofiele functie), dat wil zeggen dat de microvezelbasisstof een hoge openingsverhouding. En met een goede opening heeft de microvezelbasisstof tegelijkertijd een bepaalde waterdichte functie, waardoor zowel vochtdoorlatendheid als waterdicht wordt bereikt.
2.1.2 Bereiding van microvezel-basisdoek van synthetisch leer voor beschermende schoenen
Volgens de analyse van het bovengenoemde vochtdoorlatende en waterdichte mechanisme hebben we een basisdoek van supervezel synthetisch leer voor beschermende schoenen ontworpen. Het specifieke proces is als volgt: polyethyleen en nylon 6 worden gemengd en geroerd volgens een bepaalde gewichtsverhouding, bij een temperatuur van 220-300 graad C. Door smeltplastificatie door een extruder met enkele schroef wordt het polyethyleen- en nyloneiland vezels met een fijnheid van 4 tot 7 denier worden gesponnen en de vezels worden gesneden tot korte vezels met een lengte van 40 tot 60 mm, die worden onderworpen aan non-woven naaldponsen en non-woven stof. Een supervezelig basisweefsel van synthetisch leer wordt verkregen door het platmaken, impregneren van een natte polyurethaanslurry, het reduceren van tolueen, het expanderen van olie en dergelijke. Het resulterende driedimensionale netwerk van microvezel-synthetische leerstoffen is vergelijkbaar met leer, en de scheursterkte, vormvastheid, uniformiteit, chemische bestendigheid, waterbestendigheid en schimmelbestendigheid overtreffen natuurlijk leer.
Tegelijkertijd vormt de supervezelige basisstof van synthetisch leer, gecombineerd met de polyurethaan-slurry-impregnatie- en reductieverwerkingstechnologie met poreuze structuur, een groot aantal microporiën en heeft een groot specifiek oppervlak en een sterke waterabsorptie. Daarom kan de microvezel-synthetische leerstof, op basis van de interne microstructuur en het materiaal, evenals het uiterlijk van de textuur en fysieke eigenschappen, evenals het gevoel van mensen, concurreren met hoogwaardig natuurlijk leer. Het proces is als volgt: spinnen → vernaald non-woven materiaal → strijken → impregneren → verkleinen → expansiedrogen → microvezel kunstleer basisstof met behulp van zachte hydrofobe behandelingsmiddelen zoals siliconen of fluor-silicium → impregneren → persen en drogen Een microvezel Er wordt een basisstof van synthetisch leer voor beschermende schoenen met een bepaalde hydrofobe functie verkregen.
2.2 Ontwerp van supervezel synthetisch leerfineer voor beschermende schoenen
2.2.1 Waterdicht en vochtdoorlatend mechanisme en ontwerp van supervezel synthetisch leerfineer PU-microporeuze film voor beschermende schoenen
Om de tegenstelling tussen de vochtdoorlatendheid en de waterdichtheid van supervezelig synthetisch leer voor beschermende schoenen op te lossen, is het ook noodzakelijk om de PU-filmstructuur van het droge fineer te ontwerpen, en is het vereist dat het oppervlak van microvezel synthetisch leer ook microporiën heeft. met de juiste poriediameters.
Waterdichting voorkomt vooral dat regenwater door het leren oppervlak in de schoen dringt. Wanneer het vocht wordt doorgegeven, wordt de waterdamp in de schoen overgebracht naar de buitenkant van de schoen. De waterdamp dringt door in de microporiën van het microvezelkunstleer en passeert het gas. De diameter van de waterdampmoleculen is 4×10-4μm. Zolang de microporiediameter van het microvezelleeroppervlak groter is dan 4×10-4μm, kan de waterdamp worden gebruikt. Het wordt overgebracht van de binnenkant van de schoen naar de buitenkant van de schoen en heeft een vochtdoorlatende functie. Wanneer het regenwater door de microporiën van het microvezelkunstleer gaat, ontstaat de oppervlaktespanning wanneer het regenwater in contact komt met de microporiën. Als de poriediameter klein is, kan het regenwater moeilijk via de microporiën de schoen binnendringen, waardoor het doel van waterdichtheid wordt bereikt. Studies hebben aangetoond dat de minimale diameter van verschillende regennevels die door de microporiën kunnen dringen: mist is 20 μm, lichte regen is 400-900 μm, en matige regen en zware regen zijn meer dan 2000 μm. Daarom kan de microporiediameter van de droge fineer-PU-film worden ontworpen door gebruik te maken van het verschil in de poriediameter van de waterdamp en het regenwater dat door de microporiën stroomt.
Daarom wordt bij het droge fineerproces de PU-film na het fineer geproduceerd met een bepaald aantal microporiën met een bepaalde poriediameter, en wordt de poriediameter van de microporiën gecontroleerd op 4×10 −4-20 μm, waardoor de waterdamp vrij kan binnendringen. Tegelijkertijd is het moeilijk om regenwater door te laten om het doel van vochtdoorlatendheid en waterdichtheid te bereiken. Momenteel omvatten de methoden voor het produceren van microporiën in het synthetisch leeroppervlak de lasermechanische ponsmethode, de microporiemethode met schuimmiddel, de verdamping van oplosmiddelen en de porievormingsmethode. Zoals uit figuur 2 blijkt, heeft het microvezelmasker van synthetisch leer voor beschermende schoenen een poriegrootte van 5 tot 8 μm, wat gunstig is voor de penetratie van waterdampmoleculen van de binnenkant van de schoen naar de buitenkant van de schoen terwijl het onderdrukken van het binnendringen van water in de schoen.
2.2.2 Waterdicht en vochtdoorlatend mechanisme en ontwerp van hydrofiele hars voor supervezel synthetisch leerfineer voor beschermende schoenen
De penetratie van waterdampmoleculen in het PU-masker is ook het eerste proces van adsorptie en herinfiltratie, dus de keuze van het PU-maskermateriaal is ook erg belangrijk. Xie Fuchun et al. gebruikte polyethyleenglycol als een zacht segment om polyurethaan met uitstekende hydrofiele eigenschappen te synthetiseren. Er kan PU-folie van PU-hars met hydrofiele groepen (zoals ethoxylaat) in de zachte segmentstructuur worden gebruikt. De waterdampmoleculen worden geadsorbeerd door de waterstofbrug. Omdat de waterdampdruk in de schoen groter is dan de buitenkant van de schoen, worden de waterdampmoleculen continu naar de buitenkant van de schoen overgebracht langs de opening tussen de moleculaire polyurethaanketens, waardoor een vochtdoorlatend effect wordt uitgeoefend.
Samenvattend kan bij het ontwerp van het droge fineerproces, als het masker geen microporiën heeft, de waterdamp worden overgebracht naar de andere kant van het microvezel-kunstleeroppervlak, zelfs door de hydrofiele PU-hars, maar het is gemakkelijk om hydrofiel PU-maskermateriaal te zijn . Wanneer de waterfilm wordt gevormd, is het moeilijk om de waterdamp snel en continu naar de andere kant van het microvezeloppervlak van synthetisch leer over te brengen, en de vochtdoorlaatbaarheid is niet goed. Daarom wordt bij het ontwerpen van een fineerproces van supervezel synthetisch leer voor beschermende schoenen een hydrofiele hars gebruikt en wordt een microporie met een poriediameter van 4 x 10 −4 tot 20 μm ontworpen om waterdampmoleculen vrij te laten passeren. Water, maar het is moeilijk om de schoenen binnen te dringen om het doel van vochtdoorlatendheid en waterdicht te bereiken.
3 Toepassingsgebieden van microvezel synthetisch leer voor beschermende schoenen
Volgens de statistieken van het Hong Kong Labor Department wordt ongeveer een derde van de veiligheidsongevallen bij industriële ongevallen veroorzaakt door het betreden van voorwerpen, het aanraken van voorwerpen of het gewond raken door voorwerpen. Het resultaat is vaak voetletsel en ernstige invaliditeit. In het buitenland, vooral in de westerse ontwikkelde landen, wordt groot belang gehecht aan voetbescherming, waardoor werknemers professionele schoenen moeten dragen. China heeft ook een reeks producttestnormen voor voetbescherming uitgevaardigd. Daarom hebben beschermende schoenen brede marktvooruitzichten. Momenteel heeft China de grootste productiebasis voor professionele schoenen in Azië.
Met de voortdurende vooruitgang van de samenleving zijn er steeds meer varianten van individuele arbeidsbeschermingsproducten. In Europa en de Verenigde Staten zijn de vorige veiligheidsschoenen nu onderverdeeld in beschermende schoenen, antistatische schoenen, veiligheidsschoenen met beschermende tenen, militaire schoenen en verpleegsters op basis van professionele kenmerken. Schoenen, administratieve schoenen, Latin-dansschoenen en andere soorten, dus de toepassing van supervezelig synthetisch leer voor beschermende schoenen is uitgebreider, als volgt:
Voor veiligheidsschoenen: bovenwerk voor schoenen zoals veiligheidsschoenen, antistatische schoenen, veiligheidsschoenen met tenen en veiligheidsanti-smashschoenen. Het bovenwerk van deze schoenen is voornamelijk zwart of bruin en wordt voornamelijk gebruikt in de mijnbouw, de bouw, de metallurgie, het transport, de oogst en andere industrieën om de tenen te beschermen. Het vereist dat het schoenleer vochtdoorlatend en waterdicht is, en de fysisch-mechanische sterkte van het supervezelige synthetische leer voor beschermende schoenen heeft die van het leer overtroffen. Daarom is het supervezelkunstleer voor beschermende schoenen momenteel erg populair in binnen- en buitenland.
Voor professionele schoenen: bovenwerk voor schoenen zoals verpleegstersschoenen, directieschoenen en dameswerkschoenen. Onder hen zijn verpleegstersschoenen heel gebruikelijk. Momenteel gebruiken veel ziekenhuizen in binnen- en buitenland speciale verpleegstersschoenen om te voorkomen dat de naald valt en in de voet steekt wanneer de naald wordt geschoten. De schoenen van de verpleegster zijn voornamelijk wit en het bovenwerk moet vochtdoorlatend, waterdicht, buigbestendig, zacht en comfortabel zijn. Veel landen in Europa en de Verenigde Staten eisen dat leidinggevenden executive schoenen dragen om te werken, vrouwen dragen dameswerkschoenen, deze schoenen vereisen ook dat het bovenleer vochtdoorlatend is.
Voor militaire schoenen: Vroeger waren de meeste gemaakt van koeienhuid. Momenteel is het leer geleidelijk vervangen door synthetisch microvezelleer, waardoor het leeroppervlak vochtdoorlatend en waterdicht moet zijn.
Voor Latin-dansschoenen voor dames: vroeg gebruik van de productie van koeienhuid of schapenvacht, het huidige gebruik van ademende, vochtdoorlatende productie van supervezel synthetisch leer.
Met de steeds gespecialiseerdere arbeidsverdeling, het groeiende besef van individuele bescherming en de groeiende schaarste aan dermis, zal het beschermende schoeiselleer met ademende, vochtdoorlatende en waterdichte functies een brede markt hebben en geleidelijk worden toegepast in sportschoenen en hardloopschoenen. schoenen. Vervang het leer in de toekomst geleidelijk.
4. Conclusie
Om de functie van waterdicht maken en voldoen aan de luchtdoorlatendheid te bereiken, moet het procesontwerp van het supervezelige synthetische leer voor beschermende schoenen worden gestart vanuit de microvezelbasisstof en het droge fineerproces. De basisstof van microvezel synthetisch leer heeft meer microporiën in de structuur nodig. De structuur is ontworpen om de diffusie van waterdamp vanuit de binnenkant van de schoen te vergemakkelijken; tegelijkertijd moet de supervezelige basisstof van synthetisch leer een bepaalde hydrofobe eigenschap hebben om te voorkomen dat regenwater en dergelijke de schoen binnendringen. In het droge fineer is het niet alleen nodig om hydrofiele PU-hars te gebruiken om het ademend vermogen van de beschermende schoenen te verbeteren, maar ook om microporiën met geschikte poriën op het leeroppervlak te hebben om de overdracht van vocht in de schoen te vergemakkelijken en tegelijkertijd te voorkomen dat water binnendringt de schoen en veroorzaakt nattigheid. voet.