Kokkuvõte: Vastavalt kaitsejalatsite mikrokiust sünteetilise naha funktsionaalsetele nõuetele arutati mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga ja kuiva spooni polüuretaankile (PU) veekindlat ja niiskust läbilaskvat mehhanismi. Disainiti kaitsejalatsite mikrokiust sünteetilisest nahast aluskangast disain. Struktuur ja vali hüdrofiilne polüuretaanvaik mikrokiust sünteetilise naha pinnakihi vaiguks ja kontrolli PU-kile mikropooride läbimõõtu, et see vastaks veekindla ja niiskuse läbilaskvuse nõuetele. Samal ajal tutvustatakse kaitsejalatsite mikrokiust sünteetilise naha kasutusvaldkondi.
Märksõnad: kaitsejalatsid; mikrokiud; sünteetiline nahk; niiskuse läbilaskvus; veekindel; töökindlustuse kingad; antistaatilised kingad; varvaste kaitsejalatsid;
1. Sissejuhatus
Kaitsejalatsid on jalanõud, mida kantakse töökohal, et kaitsta jalgu vigastuste eest. Need on osa individuaalsetest töökaitsetoodetest või individuaalsetest sõdurikaitsesüsteemidest arenenud riikides Euroopas ja Ameerikas. Viimasel ajal nõuavad üha rohkem riike, et töötajad peavad kandma kaitsejalatseid, et vältida töö ajal tekkivaid ohte, mõned Hiina tööstusharud või ettevõtted nõuavad ka inimestelt töötamise ajal kaitsejalatsite kandmist, mistõttu kaitsejalatsite turg muutub üha suuremaks. Paljude keskkonnakaitsealaste seaduste ja määruste, samuti naha kõrge hinna ja piiratud allika ning mõnel konkreetsel juhul (näiteks aseptilistel töödel) on pärisnahka kalduvus laguneda ja bakteritel on raske nõudeid täita. . Seetõttu hakkasid inimesed otsima dermise alternatiive. Viimastel aastatel on üha populaarsemaks muutunud polüuretaanist mikrokiust nailonist kunstnahast (mikrokiust sünteetiline nahk) valmistatud kaitsejalatsid.
Nahaga võrreldes on mikrokiust sünteetilise naha puuduseks see, et see ei ima higi ega hinga, muutes inimesed ebamugavaks ja lonkaks. Kaitsejalatsite ülikiust sünteetiline nahk on spetsiaalselt disainitud lähtudes naha niiskusimavuse ja läbilaskvuse omadustest. Sellel on nii niiskust läbilaskvus kui ka veekindlad omadused, st jalatsid ei lase välisvihmal kandmise ajal läbi jalanõude nahka tungida ja samal ajal väljub jalatsite sees olev higi, muutes inimesed mugavaks.
Käesolevas töös käsitleti mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga niiskust läbilaskvat ja veekindlat mehhanismi ning saadi niiskust läbilaskva veekindla mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga valmistamise meetod. Arutati mikrokiust sünteetilise naha kuivlamineerimisprotsessi. Analüüsiti mikrokiust sünteetilisest nahast polüuretaan (PU) vaigu ja superkiust sünteetilisest nahast PU kile niiskuse läbilaskvust ja veekindlat mehhanismi. Viidi läbi mikrokiust sünteetilise naha ettevalmistamine kaitsejalatsite jaoks. Teoreetilise aluse andmisel on võimalik naturaalne nahk asendada mikrokiud sünteetilise nahaga.
2 Mikrokiust sünteetilisest nahast kaitsejalatsite konstruktsioon
Kaitsejalatsite sünteetiline nahk peab vastama standardile EN345 või ISO20345, et seda välisturgudel levitada (EN345 või ISO20345 on Euroopa ja Ameerika standard kaitsejalatsite kättesaadavuse kohta). Kaitsejalatsite ülikiulise sünteetilise naha niiskuse läbilaskvuse indeks nõuab veeauru läbilaskvust, mis on suurem või võrdne 0,8 mg/(cm2·h) ja veeauru läbilaskvuse koefitsient on suurem või võrdne 1,5 mg/cm2, samas kui veekindluse indeks nõuab vett neeldumiskiirus Vähem kui 30% või sellega võrdne ja vee kulumine. Läbilaskvus on 0,2 mg või väiksem. Niiskusläbilaskvuse ja veekindla tehnoloogia nõuete täitmiseks on mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga ja kuiva spooni kahest osast disainitud kaitsejalatsite superkiuline sünteetiline nahk.
2.1 Mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga protsessidisain kaitsejalatsite jaoks
2.1.1 Veekindel ja niiskust läbilaskev mikrokiust sünteetilisest nahast aluslapi kaitsejalatsite jaoks
Kaitsejalatsite superkiust sünteetilisest nahast aluslapi niiskuse läbilaskvuse ja veekindla funktsiooni uurimiseks tuleb kõigepealt analüüsida mikrokiust sünteetilisest nahast aluslapi niiskust läbilaskvuse ja veekindluse mehhanismi. Niiskuse ülekandmine on tegelikult kaks adsorptsiooni ja ülekande protsessi. Esiteks adsorbeeritakse jalatsi sees olev veeaur (st higi) jalatsi siseküljele ja seejärel kandub jalatsi sisemusest jalatsi välisküljele. Adsorptsiooniprotsess nõuab mikrokiust sünteetilisest nahast aluslapil veeauru adsorptsioonipunkti. Adsorptsioonipunkt võib olla see, et veemolekulid adsorbeeritakse vesiniksidemetega või adsorbeeritakse poorselt. Ilma adsorptsioonipunktideta veeaur ei adsorbeeru ja jalatsite sees olevat higi ei saa kasutada. Kandke välja, nii et mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga kujundamisel peaks mikrokiust sünteetilisest nahast aluskangal olema teatud hüdrofiilne imamisfunktsioon. Vee- ja sünteetilisest nahast aluskanga nailonkiud moodustab kergesti vesiniksidemeid ja on teatud hüdrofiilsusega, seega on aluskangal teatud hüdrofiilsus. Lisaks, mida rohkem poore on mikrokiust sünteetilisest nahast aluskangas, seda suurem on eripind. Seda lihtsam on veeauru adsorbeerida. Veeauru läbitungimisel, kui mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga pooride läbimõõt on suur ja avanemissuhe kõrge, on veeauru ülekandekiirus kiire ja ülekande hulk suur. Joonisel 1 on kujutatud ülikiulisest sünteetilisest nahast kaitsejalatsite aluskanga struktuur. On näha, et kaitsejalatsite mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga ristlõikes on palju mikropoore, mis hõlbustavad niiskuse ülekandumist jalanõus.
Samal ajal on mikrokiust sünteetilisest nahast aluskanga pooride läbimõõt üldiselt suur ja ebaühtlane ning vihmavesi on kergesti läbitav. Ülikiulise sünteetilisest nahast aluskanga kasutamiseks kaitsejalatsites on vaja läbi viia ka mikrokiust sünteetilisest nahast aluskangas. Seda töödeldakse nii, et sellel oleks teatud hüdrofoobne omadus, et vähendada kiirust ja superkiust aluskangast läbiva vihmavee kogust, nii et vihmavesi ei jõuaks kergesti jalatsi sisemusse, saavutades seeläbi veekindla funktsiooni.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kaitsejalatsite ülikiulisest sünteetilisest nahast aluskanga tootmisprotsessi kavandamisel peaks ülikiulisel aluskangal olema kindel veeauru adsorptsioonipunkt (st hüdrofiilne funktsioon), see tähendab, et mikrokiust aluskangas on kõrge. avanemissuhe. Ja korraliku ava korral on mikrokiust aluskangal teatud veekindel funktsioon, saavutades nii niiskuse läbilaskvuse kui ka veekindla.
2.1.2 Mikrokiust sünteetilisest nahast aluslapi ettevalmistamine kaitsejalatsite jaoks
Eelnimetatud niiskust läbilaskva ja veekindla mehhanismi analüüsi järgi disainisime kaitsejalatsite jaoks ülikiust sünteetilisest nahast aluslapi. Spetsiifiline protsess on järgmine: polüetüleen ja nailon 6 segatakse ja segatakse vastavalt teatud kaalusuhtele temperatuuril 220-300 kraadi C. Ühe kruviga ekstruuderiga sulaplastifitseerimisel saadakse polüetüleenist ja nailonist saar kedratakse kiud peensusega 4 kuni 7 denjerit ja kiud lõigatakse lühikesteks kiududeks pikkusega 40 kuni 60 mm, mis läbivad mittekootud nõelaugustamise ja lausriie. Ülikiuline sünteetilisest nahast aluskangas saadakse märja polüuretaanpudru tasandamisel, immutamisel, tolueeni redutseerimisel, paisutamisel õli jms. Saadud mikrokiust sünteetilisest nahast kangaste kolmemõõtmeline võrgustik sarnaneb nahaga ning selle rebenemistugevus, kuju säilitamine, ühtlus, kemikaalikindlus ning veekindlus ja hallitusekindlus ületavad looduslikku nahka.
Samal ajal moodustab ülikiuline sünteetilisest nahast aluskangas koos poorse struktuuriga polüuretaanist läga immutamise ja redutseerimise tehnoloogiaga suure hulga mikropoore ning sellel on suur eripind ja tugev veeimavus. Seetõttu suudab mikrokiust sünteetilisest nahast kangas nii sisemise mikrostruktuuri ja materjali kui ka välimuse ja füüsikaliste omaduste ning inimeste tunnetuse poolest konkureerida kvaliteetse naturaalse nahaga. Protsess on järgmine: ketramine → nõelaga stantsitud lausriie → triikimine → immutamine → redutseerimine → paisutamine kuivatamine → mikrokiust sünteetilisest nahast aluskangas, kasutades pehmet hüdrofoobset töötlusvahendit nagu silikoon või fluor-räni → immutamine → pressimine ja kuivatamine Mikrokiud saadakse teatud hüdrofoobse funktsiooniga sünteetilisest nahast aluskangas kaitsejalatsite jaoks.
2.2 Superfibre sünteetilisest nahast spooni disain kaitsejalatsite jaoks
2.2.1 Veekindel ja niiskust läbilaskev mehhanism ning ülikiust sünteetilisest nahaspoonist PU mikropoorne kile kaitsejalatsite jaoks
Kaitsejalatsite ülikiulise sünteetilise naha niiskusläbilaskvuse ja veekindluse vastuolu lahendamiseks on vaja kujundada ka kuivspooni PU-kile struktuur ning samuti on nõutav, et mikrokiust sünteetilise naha pinnal oleks mikropoorid. sobiva pooride läbimõõduga.
Peamiselt takistab hüdroisolatsioon vihmavee tungimist läbi nahapinna jalanõusse. Niiskuse edasikandmisel kandub jalatsi sees olev veeaur jalatsi välisküljele. Veeaur tungib mikrokiust sünteetilise naha mikropooridesse ja läbib gaasi. Veeauru molekulide läbimõõt on 4 × 10-4 μm. Kui mikrokiudnaha pinna mikropoori läbimõõt on suurem kui 4 × 10-4 μm, võib veeauru kasutada. See kandub jalatsi sisemusest jalatsi välisküljele ja sellel on niiskuse läbilaskvusfunktsioon. Kui vihmavesi läbib mikrokiust sünteetilise naha mikropoore, tekib vihmavee kokkupuutel mikropooridega pindpinevus. Kui pooride läbimõõt on väike, on vihmaveel raske mikropooride kaudu jalatsisse siseneda, saavutades seeläbi veekindluse eesmärgi. Uuringud on näidanud, et erinevate vihmaudude minimaalne läbimõõt, mis mikropoore läbib, on: udu on 20 μm, nõrk vihm on 400-900 μm ning mõõdukas vihmasadu ja tugev vihm on üle 2000 μm. Seetõttu saab kuiva spooni PU-kile mikropooride läbimõõdu kujundada, kasutades ära veeauru ja mikropoore läbiva vihmavee pooride läbimõõdu erinevust.
Seetõttu toodetakse kuivspoonimisprotsessis spoonile järgnev PU-kile teatud arvu teatud pooride läbimõõduga mikropooridega ja mikropooride pooride läbimõõt on 4 × 10 −4-20 μm, mis võimaldab veeaurul vabalt tungida. Samal ajal on vihmavee läbilaskmine niiskuse läbilaskvuse ja hüdroisolatsiooni eesmärgi saavutamiseks keeruline. Praegu hõlmavad sünteetilise naha pinnale mikropooride tekitamise meetodid lasermehaanilist stantsimise meetodit, vahuaine mikropooride meetodit, lahusti lendumist ja pooride moodustamise meetodit. Nagu on näha jooniselt 2, on kaitsejalatsite jaoks mõeldud mikrokiust sünteetilisest nahast maski pooride suurus 5–8 μm, mis on kasulik veeauru molekulide tungimiseks jalatsi sisemusest jalatsi välisküljele. takistades vee sisenemist kingadesse.
2.2.2 Veekindel ja niiskust läbilaskev mehhanism ja hüdrofiilse vaigu disain ülikiulise sünteetilise naha spooni jaoks kaitsejalatsite jaoks
Veeauru molekulide tungimine PU maski on ka esimene adsorptsiooni ja reinfiltratsiooni protsess, seega on väga oluline ka PU maski materjali valik. Xie Fuchun et al. kasutas polüetüleenglükooli pehme segmendina suurepäraste hüdrofiilsete omadustega polüuretaani sünteesimiseks. Kasutada võib PU-vaigust valmistatud PU-kilet, mille pehme segmendi struktuuris on hüdrofiilsed rühmad (nt etoksülaat). Veeauru molekulid adsorbeeritakse vesiniksidemega. Kuna veeauru rõhk kingas on suurem kui jalatsi väliskülg, kanduvad veeauru molekulid polüuretaani molekulaarahelate vahet pidevalt edasi jalatsi välisküljele, avaldades seeläbi niiskust läbilaskvuse efekti.
Kokkuvõttes võib kuiva spooni protsessi konstruktsioonis, kui maskil pole mikropoore, veeauru mikrokiust sünteetilisest nahapinnast teisele poole kanda isegi hüdrofiilne PU vaik, kuid hüdrofiilne PU maski materjal on lihtne olla. . Veekile moodustumisel on raske veeauru kiiresti ja pidevalt üle kanda mikrokiust sünteetilisest nahapinnast teisele poole ning niiskuse läbilaskvus ei ole hea. Seetõttu kasutatakse kaitsejalatsite ülikiust sünteetilisest nahast spoonimisprotsessi projekteerimisel hüdrofiilset vaiku ja 4 × 10 -4 kuni 20 μm pooride läbimõõduga mikropoor on mõeldud veeauru molekulide vabaks läbimiseks. Vesi, kuid niiskuse läbilaskvuse ja veekindla eesmärgi saavutamiseks on jalanõudesse raske siseneda.
3 Mikrokiust sünteetilise naha kasutusvaldkonnad kaitsejalatsite jaoks
Hongkongi tööministeeriumi statistika kohaselt on umbes kolmandiku tööstusõnnetustest põhjustatud esemete tallamisest, esemete puudutamisest või esemetest vigastamisest. Tulemuseks on sageli jalavigastused ja raske puue. Välisriikides, eriti lääne arenenud riikides, omistatakse suurt tähtsust jalakaitsele, mis nõuab töötajatelt professionaalsete jalanõude kandmist. Hiina on välja andnud ka mitmeid jalakaitsetoodete testimise standardeid. Seetõttu on kaitsejalatsitel laiad turuväljavaated. Praegu on Hiinal Aasia suurim professionaalsete kingade tootmisbaas.
Ühiskonna pideva arenguga on üha rohkem erinevaid individuaalseid töökaitsetooteid. Euroopas ja USA-s jagatakse senised üksikud turvajalatsid nüüd kutseomaduste järgi kaitsejalanõudeks, antistaatilisteks jalatsiteks, kaitsevarbaga turvajalatsiteks, sõjaväejalatsiteks, õdedeks. Kingad, haldusjalatsid, ladina tantsu kingad ja muud tüüpi, seega on ülikiulise sünteetilise naha kasutamine kaitsejalatsite jaoks ulatuslikum:
Turvajalatsite jaoks: jalatsite pealsed, nagu kaitsejalatsid, antistaatilised jalatsid, varvaste kaitsejalatsid ja purunemisvastased jalatsid. Nende kingade pealsed on peamiselt mustad või pruunid ning neid kasutatakse varvaste kaitsmiseks peamiselt kaevanduses, ehituses, metallurgias, transpordis, saagikoristuses ja muudes tööstusharudes. See nõuab, et kinganahk oleks niiskust läbilaskev ja veekindel ning kaitsejalatsite ülikiust sünteetilise naha füüsikalis-mehaaniline tugevus on ületanud naha oma. Seetõttu on kaitsejalatsite jaoks mõeldud ülikiust sünteetiline nahk praegu väga populaarne nii kodu- kui ka välismaal.
Professionaalsetele kingadele: pealsed kingadele, nagu õe kingad, juhikingad ja naiste tööjalatsid. Nende hulgas on õdede kingad väga levinud. Praegu kasutavad paljud kodu- ja välismaa haiglad spetsiaalseid õe jalanõusid, et vältida nõela mahakukkumist ja nõela löömisel jalga torkimist. Õe jalanõud on peamiselt valged ning pealsed peavad olema niiskust läbilaskvad, veekindlad, paindumiskindlad, pehmed ja mugavad. Paljud Euroopa ja USA riigid nõuavad juhtidelt tööl juhtivate jalatsite kandmist, naised naiste tööjalatseid, samuti nõuavad need kingad, et pealisnahk oleks niiskust läbilaskev.
Sõjaväejalatsite jaoks: vanasti valmistati enamik neist veisenahast. Praegu on nahk järk-järgult asendatud mikrokiust sünteetilise nahaga, mis eeldab nahapinna niiskust läbilaskvust ja veekindlat funktsiooni.
Naiste ladina tantsu kingad: varajane kasutamine veisenahast või lambanahast tootmine, praegune kasutamine hingav, niiskust läbilaskev super-fiber sünteetilisest nahast tootmine.
Üha spetsialiseeritumaks muutuva tööjaotuse, kasvava teadlikkusega individuaalsest kaitsest ja dermise vähenemise tõttu on hingava, niiskust läbilaskva ja veekindla funktsiooniga kaitsejalatsite nahal lai turg ning seda hakatakse järk-järgult kasutama spordijalatsites ja jooksus. kingad. Tulevikus vahetage nahk järk-järgult välja.
4. Järeldus
Hüdroisolatsiooni ja õhuläbilaskvuse rahuldamise funktsiooni saavutamiseks tuleks kaitsejalatsite ülikiulise sünteetilise naha projekteerimist alustada mikrokiust aluskangast ja kuivspoonimise protsessist. Mikrokiust sünteetilisest nahast aluskangas vajab struktuuris rohkem mikropoore. Konstruktsioon on loodud hõlbustama veeauru difusiooni jalatsi sisemusest; samas peab ülikiuline sünteetilisest nahast aluskangas olema teatud hüdrofoobse omadusega, et vältida vihmavee jms sattumist jalanõusse. Kuivas spoonis pole kaitsejalatsite hingavuse parandamiseks vaja kasutada mitte ainult hüdrofiilset PU-vaiku, vaid ka nahapinnal peavad olema sobivate pooridega mikropoorid, mis hõlbustavad niiskuse edasikandumist jalanõus, vältides samal ajal vee sissepääsu. kinga ja põhjustada märjaks. jalg.