Sammendrag: I henhold til funksjonskravene til syntetisk mikrofiberskinn for vernesko, ble den vanntette og fuktighetsgjennomtrengelige mekanismen til basisstoffet i mikrofiber syntetisk lær og tørr finer polyuretan (PU) film diskutert. Utformingen av basisstoffet i mikrofiber syntetisk skinn for vernesko ble designet. Strukturer og velg hydrofil polyuretanharpiks som overflatelagsharpiks av syntetisk mikrofiberskinn og kontroller mikroporediameteren til PU-filmen for å møte kravene til vanntetthet og fuktighetspermeabilitet. Samtidig introduseres bruksområdene for syntetisk mikrofiberskinn for vernesko.
Stikkord: vernesko; mikrofiber; syntetisk lær; fuktighetspermeabilitet; vanntett; arbeidskraft forsikring sko; anti-statiske sko; beskyttende tå sikkerhetssko;
1. Introduksjon
Vernesko er sko som brukes på arbeidsplassen for å beskytte føttene mot skader. De er en del av individuelle arbeidsbeskyttelsesprodukter eller individuelle soldatbeskyttelsessystemer i utviklede land i Europa og Amerika. Nylig har flere og flere land krav om at ansatte skal bruke vernesko for å forhindre mulige farer under arbeid, noen bransjer eller selskaper i Kina krever også at folk bruker vernesko når de jobber, slik at markedet for vernesko vil bli større og større. Med innføringen av mange miljøvernlover og -forskrifter, så vel som de høye kostnadene og begrensede kilden til lær, og i noen spesifikke anledninger (som aseptisk arbeid), er dermis utsatt for forfall og bakteriene er vanskelige å oppfylle kravene . Derfor begynte folk å søke alternativer til dermis. De siste årene har beskyttelsessko laget av polyuretan mikrofiber nylon kunstskinn (mikrofiber syntetisk lær) blitt mer og mer populære.
Sammenlignet med lær er feilen med syntetisk mikrofiberskinn at det ikke absorberer svette og puster, noe som gjør folk ukomfortable og halte. Superfiber syntetisk skinn for vernesko er spesialdesignet basert på fuktighetsabsorpsjon og permeabilitetsegenskapene til skinnet. Den har både fuktgjennomtrengelighet og vanntette egenskaper, det vil si at skoene hindrer uteregnet i å trenge inn i skoskinn mens de har på seg, og samtidig slippes svetten inni skoene ut, noe som gjør folk komfortable.
I denne artikkelen ble den fuktgjennomtrengelige og vanntette mekanismen til basisstoffet i mikrofiber syntetisk skinn diskutert, og fremstillingsmetoden for fuktighetsgjennomtrengelig vanntett mikrofiber syntetisk skinnbasestoff ble oppnådd. Den tørre lamineringsprosessen av syntetisk mikrofiberlær ble diskutert. Fuktighetspermeabiliteten og vanntette mekanismen til mikrofiber syntetisk lær polyuretan (PU) harpiks og superfiber syntetisk lær PU film ble analysert. Forberedelsen av syntetisk mikrofiberskinn for vernesko ble utført. Ved å gi et teoretisk grunnlag er det mulig å erstatte naturskinn med syntetisk mikrofiberskinn.
2 Prosessdesign av syntetisk mikrofiberskinn for vernesko
Syntetisk lær for vernesko må være i samsvar med EN345 eller ISO20345 for å kunne sirkuleres i utenlandske markeder (EN345 eller ISO20345 er den europeiske og amerikanske standarden for tilgang til vernefottøy). Fuktighetspermeabilitetsindeksen til det superfibrøse syntetiske skinnet for vernesko krever vanndampgjennomtrengning Større enn eller lik 0,8mg/(cm2·h) og vanndamppermeabilitetskoeffisient Større enn eller lik 1,5mg/cm2, mens vanntettindeksen krever vann absorpsjonsgrad Mindre enn eller lik 30 % og vannslitasje. Permeabiliteten er mindre enn eller lik 0,2 mg. For å møte kravene til fuktighetspermeabilitet og vanntett teknologi, er superfibersyntetisk skinn for vernesko designet av de to delene av mikrofibersyntetisk skinnbasestoffet og tørrfineren.
2.1 Prosessdesign av mikrofiber syntetisk skinnbasestoff for vernesko
2.1.1 Vanntett og fuktighetsgjennomtrengelig mekanisme av mikrofiber syntetisk lær baseklut for vernesko
For å studere fuktighetspermeabiliteten og vanntette funksjonen til superfiber syntetisk skinnbaseduken for vernesko, er den første å analysere mekanismen for fuktighetspermeabilitet og vanntetthet til mikrofibersyntetisk skinnbaseduken. Fuktighetsoverføring er faktisk to prosesser med adsorpsjon og overføring. Først blir vanndampen (dvs. svetten) inne i skoen adsorbert på innsiden av skoen, og deretter overført fra innsiden av skoen til utsiden av skoen. Adsorpsjonsprosessen krever et adsorpsjonspunkt for vanndamp på basiskluten i syntetisk skinn av mikrofiber. Adsorpsjonspunktet kan være at vannmolekyler adsorberes av hydrogenbindinger eller adsorberes porøst. Uten adsorpsjonspunkter adsorberes ikke vanndamp, og svetten inne i skoene kan ikke brukes. Overfør ut, så når du designer basisstoffet i mikrofibersyntetisk skinn, bør det syntetiske mikrofiberunderlaget ha en viss hydrofil absorpsjonsfunksjon. Nylonfiberen av vann og syntetisk skinnbasestoff danner lett hydrogenbindinger og har en viss hydrofilisitet, så basisstoffet har en viss hydrofilisitet. I tillegg, jo flere porer på basisstoffet i mikrofiber syntetisk skinn, desto større er det spesifikke overflatearealet. Jo lettere er det å adsorbere vanndamp. Ved vanndamppenetrering, hvis porediameteren til basisstoffet i mikrofiber syntetisk skinn er stor og åpningsforholdet er høyt, er vanndampoverføringshastigheten høy og overføringsmengden stor. Fig. 1 viser strukturen til et superfibrøst syntetisk skinnbasestoff for vernesko. Det kan sees at tverrsnittet til basisstoffet i mikrofiber syntetisk skinn for vernesko har en rekke mikroporer som letter overføringen av fuktighet i skoen.
Samtidig er porediameteren til basisstoffet i mikrofiber syntetisk skinn generelt stor og ujevn, og regnvannet passerer lett gjennom. For å møte bruken av det superfibrøse syntetiske skinnbasestoffet for vernesko, er det også nødvendig å utføre mikrofibersyntetisk skinnbasestoffet. Den er behandlet for å ha en viss hydrofob egenskap for å redusere hastigheten og mengden regnvann som passerer gjennom superfiberbasestoffet, slik at regnvannet ikke lett når innsiden av skoen, og dermed oppnår den vanntette funksjonen.
Oppsummert, i utformingen av produksjonsprosessen av det superfibrøse syntetiske skinnbasestoffet for vernesko, bør det superfibrøse basisstoffet ha et visst vanndampadsorpsjonspunkt (dvs. hydrofil funksjon), det vil si at mikrofiberbasestoffet har et høyt åpningsforhold. Og med en skikkelig blenderåpning har mikrofiberbasestoffet samtidig en viss vanntett funksjon, som oppnår både fuktgjennomtrengelighet og vanntett.
2.1.2 Klargjøring av mikrofiber syntetisk lær baseklut for vernesko
I henhold til analysen av den ovennevnte fuktgjennomtrengelige og vanntette mekanismen, designet vi en superfiber syntetisk skinnbaseduk for vernesko. Den spesifikke prosessen er som følger: polyetylen og nylon 6 blandes og omrøres i henhold til et visst vektforhold, ved en temperatur på 220-300 grader C, ved smelteplastisering med en enkeltskrue-ekstruder, polyetylen- og nylonøya fibre med en finhet på 4 til 7 denier spunnes, og fibrene kuttes til korte fibre med en lengde på 40 til 60 mm, som utsettes for ikke-vevd nålestansing og fiberduk. Et superfibrøst syntetisk skinnbasestoff oppnås ved å flate ut, impregnere en våt polyuretan-slurry, redusere toluen, ekspandere olje og lignende. Det resulterende tredimensjonale nettverket av syntetiske mikrofiberstoffer ligner på lær, og dets rivestyrke, formbevaring, ensartethet, kjemisk motstand og vannbestandighet og muggbestandighet overgår naturlig lær.
Samtidig danner det superfibrøse syntetiske skinnbasestoffet kombinert med polyuretan-slurryimpregnerings- og reduksjonsprosesseringsteknologien med porøs struktur et stort antall mikroporer, og har et stort spesifikt overflateareal og sterk vannabsorpsjon. Derfor, fra den interne mikrostrukturen og materialet, så vel som utseendet til tekstur og fysiske egenskaper, samt følelsen av mennesker, kan mikrofiberstoffet i syntetisk skinn konkurrere med naturlig skinn av høy kvalitet. Prosessen er som følger: spinning → nålestanset fiberduk → stryking → impregnering → reduksjon → ekspansjonstørking → mikrofiber syntetisk skinnbasestoff ved bruk av mykt hydrofobt behandlingsmiddel som silikon eller fluor-silisium → impregnering → pressing og tørking En mikrofiber syntetisk skinnbasestoff for vernesko med en viss hydrofob funksjon oppnås.
2.2 Design av superfiber syntetisk skinnfiner for vernesko
2.2.1 Vanntett og fuktgjennomtrengelig mekanisme og design av superfiber syntetisk skinnfiner PU mikroporøs film for vernesko
For å løse motsetningen mellom fuktighetspermeabiliteten og vanntettheten til det superfibrøse syntetiske skinnet for vernesko, er det også nødvendig å designe PU-filmstrukturen til den tørre fineren, og det kreves at overflaten av mikrofibersyntetisk skinn også har mikroporer med passende porediametre.
Vanntetting forhindrer hovedsakelig regnvann i å trenge inn i skinnoverflaten inn i skoen. Når fuktigheten overføres, overføres vanndampen inne i skoen til utsiden av skoen. Vanndampen trenger inn i mikroporene til det syntetiske mikrofiberlæret og passerer gjennom gassen. Diameteren til vanndampmolekylene er 4×10-4μm. Så lenge mikroporediameteren på mikrofiberskinnoverflaten er større enn 4×10-4μm, kan vanndampen brukes. Den overføres fra innsiden av skoen til utsiden av skoen og har en fuktgjennomtrengelighetsfunksjon. Når regnvannet passerer gjennom mikroporene til det syntetiske mikrofiberlæret, oppstår overflatespenningen når regnvannet kommer i kontakt med mikroporene. Hvis porediameteren er liten, er regnvannet vanskelig å komme inn i skoen gjennom mikroporene, og oppnår dermed formålet med vanntetting. Studier har vist at minimumsdiameteren til ulike regntåker som kan passere gjennom mikroporene er: tåke er 20μm, lett regn er 400-900μm, og moderat regn og kraftig regn er over 2000μm. Derfor kan mikroporediameteren til den tørre finér-PU-filmen utformes ved å utnytte forskjellen i porediameteren til vanndampen og regnvannet som passerer gjennom mikroporene.
Derfor, i den tørre finérprosessen, produseres PU-filmen etter fineren med et visst antall mikroporer med en viss porediameter, og porediameteren til mikroporene kontrolleres til å være 4×10 −4-20 μm, som lar vanndampen trenge fritt inn. Samtidig er det vanskelig å passere regnvann for å oppnå formålet med fuktighetspermeabilitet og vanntetting. For tiden inkluderer metodene for å produsere mikroporer i den syntetiske læroverflaten lasermekanisk stansemetode, mikroporemetode med skummiddel, fordampning av løsemiddel og poredannende metode. Som det fremgår av fig. 2 har mikrofiber syntetisk skinnmaske for vernesko en porestørrelse på 5 til 8 μm, noe som er fordelaktig for penetrering av vanndampmolekyler fra skoens innside til utsiden av skoen mens undertrykke inntrengning av vann i skoen.
2.2.2 Vanntett og fuktgjennomtrengelig mekanisme og design av hydrofil harpiks for superfiber syntetisk skinnfiner for vernesko
Inntrengningen av vanndampmolekyler i PU-masken er også den første prosessen med adsorpsjon og re-infiltrasjon, så valget av PU-maskemateriale er også veldig viktig. Xie Fuchun et al. brukte polyetylenglykol som et mykt segment for å syntetisere polyuretan med utmerkede hydrofile egenskaper. PU-film laget av PU-harpiks med hydrofile grupper (som etoksylat) i den myke segmentstrukturen kan brukes. Vanndampmolekylene adsorberes av hydrogenbindingen. Siden vanndamptrykket i skoen er større enn utsiden av skoen, blir vanndampmolekylene kontinuerlig overført til utsiden av skoen langs gapet mellom polyuretanmolekylkjedene, og utøver derved en fuktighetspermeabilitetseffekt.
Oppsummert, i tørrfinerprosessdesignet, hvis masken ikke har mikroporer, kan vanndampen overføres til den andre siden av den syntetiske mikrofiberoverflaten selv av den hydrofile PU-harpiksen, men det er lett å være hydrofilt PU-maskemateriale . Når vannfilmen dannes, er det vanskelig å raskt og kontinuerlig overføre vanndampen til den andre siden av overflaten av mikrofiber syntetisk lær, og fuktighetspermeabiliteten er ikke god. Derfor, når man designer en fineringsprosess av superfiber syntetisk lær for vernesko, brukes en hydrofil harpiks, og en mikropore med en porediameter på 4×10 −4 til 20 μm er designet for å la vanndampmolekyler passere fritt. Vann, men det er vanskelig å gå inn i skoene for å oppnå formålet med fuktighetspermeabilitet og vanntett.
3 Bruksområder av syntetisk mikrofiberskinn for vernesko
I følge statistikken til Hong Kong Labour Department skyldes om lag en tredjedel av sikkerhetsulykkene ved industriulykker at man tråkker på gjenstander, berører gjenstander eller blir skadet av gjenstander. Resultatet er ofte fotskader og alvorlig funksjonshemming. I fremmede land, spesielt i de vestlige utviklede landene, legges det stor vekt på fotbeskyttelse, som krever at ansatte bruker profesjonelle sko. Kina har også utstedt en serie produkttestingsstandarder for fotbeskyttelse. Derfor har vernesko brede markedsutsikter. For tiden har Kina den største profesjonelle skoproduksjonsbasen i Asia.
Med den kontinuerlige utviklingen av samfunnet, er det flere og flere varianter av individuelle arbeidsbeskyttelsesprodukter. I Europa og USA er de tidligere enkeltverneskoene nå delt inn i vernesko, antistatiske sko, vernesko med beskyttelsestå, militærsko, sykepleiere i henhold til faglige egenskaper. Sko, administrative sko, latinske dansesko og andre typer, så bruken av superfibrøst syntetisk lær for vernesko er mer omfattende, som følger:
For vernesko: overdeler for sko som vernesko, antistatiske sko, vernesko for tå og anti-smash-sikkerhetssko. Overdelen på disse skoene er hovedsakelig svarte eller brune, og brukes hovedsakelig i gruvedrift, konstruksjon, metallurgi, transport, høsting og andre industrier for å beskytte tærne. Det krever at skoskinnet er fuktgjennomtrengelig og vanntett, og den fysisk-mekaniske styrken til det superfibersyntetiske skinnet for vernesko har overgått skinnets. Derfor er superfiber syntetisk skinn for vernesko for tiden veldig populært i inn- og utland.
For profesjonelle sko: overdeler til sko som sykepleiersko, executive-sko og arbeidssko for kvinner. Blant dem er sykepleiersko veldig vanlig. I dag bruker mange sykehus i inn- og utland spesielle sykepleiersko for å hindre at nålen faller og stikker foten når nålen skytes. Sykepleierens sko er hovedsakelig hvite, og det kreves at overdelen er fuktgjennomtrengelig, vanntett, bøyningsbestandig, myk og behagelig. Mange land i Europa og USA krever at ledere bruker ledersko på jobb, kvinner bruker arbeidssko for kvinner, disse skoene krever også at overlæret har fuktgjennomtrengelighet.
For militærsko: Tidligere var de fleste laget av kuskinn. Foreløpig er skinnet gradvis erstattet med syntetisk mikrofiberskinn, noe som krever at skinnoverflaten har fuktgjennomtrengelighet og vanntett funksjon.
For kvinners latinske dansesko: tidlig bruk av okseskinn eller saueskinnproduksjon, den nåværende bruken av pustende, fuktighetspermeabilitet for produksjon av superfiber syntetisk lær.
Med den stadig mer spesialiserte arbeidsdelingen, den økende bevisstheten om individuell beskyttelse og den økende mangelen på dermis, vil det beskyttende fottøyskinnet med pustende, fuktgjennomtrengelige og vanntette funksjoner ha et bredt marked og vil gradvis bli brukt i sportssko og løping sko. I fremtiden, gradvis erstatte læret.
4. Konklusjon
For å oppnå funksjonen som vanntetting og tilfredsstille luftpermeabiliteten, bør prosessdesignet til det superfibrøse syntetiske skinnet for beskyttelsessko startes fra mikrofiberbasestoffet og den tørre fineringsprosessen. Basestoffet i mikrofiber syntetisk skinn trenger flere mikroporer i strukturen. Strukturen er designet for å lette diffusjon av vanndamp fra innsiden av skoen; samtidig må det superfibrøse syntetiske skinnbasestoffet ha en viss hydrofob egenskap for å hindre at regnvann og lignende kommer inn i skoen. I tørrfineren er det ikke bare nødvendig å bruke hydrofil PU-harpiks for å forbedre pusteevnen til beskyttelsesskoene, men også ha mikroporer med passende porer på skinnoverflaten for å lette overføringen av fuktighet i skoen samtidig som det hindrer vann i å trenge inn. skoen og forårsaker fuktighet. fot.