מנגנון עמיד למים וחדיר לחות ויישום נעלי ביטוח עבודה מעור סינטטי מיקרופייבר

תקציר: על פי הדרישות הפונקציונליות של עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי הגנה, נדון המנגנון עמיד למים וחדיר ללחות של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר וסרט פוליאוריטן פורניר יבש (PU). עוצב עיצוב של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן. מבנה, ובחר שרף פוליאוריטן הידרופילי כשרף שכבת פני השטח של עור סינטטי מיקרופייבר ולשלוט בקוטר המיקרו-נקבים של סרט PU כדי לעמוד בדרישות של חדירות למים ולחות. במקביל, מוצגים תחומי היישום של עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן.

מילות מפתח: נעלי מגן; מיקרופייבר; עור סינטטי; חדירות לחות; חסין מים; נעלי ביטוח עבודה; נעליים אנטי סטטיות; נעלי בטיחות אצבע מגן;

1. הקדמה

נעלי מגן הן נעליים הננעלות במקום העבודה כדי להגן על הרגליים מפציעות. הם חלק ממוצרי ההגנה על העבודה האישיים או מערכות ההגנה על חיילים בודדים במדינות מפותחות באירופה ובאמריקה. לאחרונה, יותר ויותר מדינות דורשות מהצוות לנעול נעלי מגן כדי למנוע סכנות אפשריות במהלך העבודה, חלק מהתעשיות או החברות בסין דורשות מאנשים לנעול נעלי מגן בזמן העבודה, כך ששוק נעלי המגן יגדל וגדל. עם כניסתם של חוקים ותקנות להגנת הסביבה רבים, כמו גם העלות הגבוהה והמקור המוגבל של עור, ובמקרים מסוימים (כגון עבודה אספטית), הדרמיס נוטה להתפרק ולחיידקים קשה לעמוד בדרישות . לכן, אנשים החלו לחפש חלופות לדרמיס. בשנים האחרונות נעלי הגנה עשויות עור מלאכותי מיקרופייבר ניילון פוליאוריטן (עור סינטטי מיקרופייבר) הפכו לפופולריות יותר ויותר.

בהשוואה לעור, הפגם של עור סינטטי מיקרופייבר הוא בכך שהוא אינו סופג זיעה ונושם, מה שגורם לאנשים לאי נוחות וצולעים. העור הסינטטי הסופר-פייבר לנעלי מגן עוצב במיוחד על בסיס מאפייני ספיגת הלחות והחדירות של העור. יש לו גם חדירות לחות וגם תכונות עמיד למים, כלומר, הנעליים מונעות מהגשם החיצוני לחדור לעור הנעל בזמן הנעילה, ובמקביל הזיעה בתוך הנעליים מופרשת, מה שגורם לאנשים נוחים.

במאמר זה נדון המנגנון החדיר ללחות ועמיד למים של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר, והתקבלה שיטת ההכנה של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר חדיר למים חדיר למים. נדון תהליך הלמינציה היבש של עור סינטטי מיקרופייבר. נותחו חדירות הלחות ומנגנון עמיד למים של שרף פוליאוריתן מעור סינטטי מיקרופייבר (PU) וסרט PU מעור סינטטי סופר-סיבי. בוצעה הכנת עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן. במתן בסיס תיאורטי, ניתן להחליף עור טבעי בעור סינטטי מיקרופייבר.

2 עיצוב תהליך של עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן

עור סינטטי לנעלי מגן חייב להיות בהתאם ל-EN345 או ISO20345 כדי להיות מופץ בשווקים זרים (EN345 או ISO20345 הוא התקן האירופי והאמריקאי לגישה להנעלת מגן). מדד חדירות הלחות של העור הסינטטי העל-סיבי לנעלי מגן דורש חדירת אדי מים גדולה או שווה ל-0.8mg/(cm2·h) ומקדם חדירות אדי מים גדול או שווה ל-1.5mg/cm2, בעוד שמדד עמיד למים דורש מים שיעור ספיגה פחות או שווה ל-30% ובלאי מים. החדירות היא פחות או שווה ל-0.2mg. על מנת לעמוד בדרישות של חדירות לחות וטכנולוגיה עמידה למים, העור הסינטטי הסופר-פייבר לנעלי מגן מעוצב משני חלקי בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר והפורניר היבש.

2.1 עיצוב תהליך של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן

2.1.1 מנגנון עמיד למים וחדיר לחות של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן

כדי ללמוד את חדירות הלחות ותפקוד עמיד למים של בד הבסיס מעור סינטטי סופר-פייבר לנעלי מגן, הראשון הוא לנתח את מנגנון חדירות הלחות ועמיד למים של בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר. העברת לחות היא למעשה שני תהליכים של ספיחה והעברה. ראשית, אדי המים (כלומר, זיעה) בתוך הנעל נספגים בצד הפנימי של הנעל, ולאחר מכן מועברים מהחלק הפנימי של הנעל לצד החיצוני של הנעל. תהליך הספיחה דורש נקודת ספיחה של אדי מים על בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר. נקודת הספיחה יכולה להיות שמולקולות מים נספגות בקשרי מימן או נספגות בצורה נקבוביה. ללא נקודות ספיחה, אדי מים אינם סופגים, ולא ניתן להשתמש בזיעה שבתוך הנעליים. העבר החוצה, כך שכאשר מעצבים את בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר, בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר צריך להיות בעל פונקציית ספיגה הידרופיליה מסוימת. סיבי הניילון של בד בסיס מים ועור סינטטי יוצרים בקלות קשרי מימן ויש להם הידרופיליות מסוימת, כך שלבד הבסיס יש הידרופיליות מסוימת. בנוסף, ככל שיש יותר נקבוביות של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר, כך שטח הפנים הספציפי גדול יותר. כך קל יותר לספוח אדי מים. בחדירת אדי מים, אם קוטר הנקבוביות של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר גדול ויחס הפתיחה גבוה, מהירות העברת אדי המים מהירה וכמות ההעברה גדולה. איור 1 מציג את המבנה של בד בסיס עור סינטטי סופר-סיבי לנעלי מגן. ניתן לראות שלחתך הרוחב של בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן יש ריבוי מיקרו-נקבים אשר מקלים על העברת הלחות בנעל.

יחד עם זאת, קוטר הנקבוביות של בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר הוא בדרך כלל גדול ולא אחיד, ומי הגשמים עוברים בקלות. על מנת לעמוד בשימוש בבד בסיס העור הסינטטי העל-סיבי לנעלי הגנה, יש צורך גם לבצע את בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר. הוא מעובד כדי שיהיה לו תכונה הידרופוביה מסוימת כדי להפחית את המהירות ואת כמות מי הגשמים העוברים דרך בד הבסיס הסופר-פייבר, כך שמי הגשמים לא מגיעים בקלות אל פנים הנעל, ובכך משיגים את הפונקציה עמידה למים.

לסיכום, בתכנון תהליך הייצור של בד הבסיס הסופר-סיבי מעור סינטטי לנעלי מגן, בד הבסיס העל-סיבי צריך להיות בעל נקודת ספיחה מסוימת של אדי מים (כלומר, פונקציה הידרופלית), כלומר, בד הבסיס המיקרופייבר גבוה יחס פתיחה. ועם צמצם מתאים, באותו הזמן, בד בסיס המיקרופייבר יש פונקציה מסוימת של עמיד למים, משיג גם חדירות לחות וגם עמיד למים.

2.1.2 הכנת בד בסיס מעור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן

על פי ניתוח המנגנון חדיר לחות ועמיד למים הנ"ל, עיצבנו בד בסיס מעור סינטטי סופר סיבי לנעלי מגן. התהליך הספציפי הוא כדלקמן: פוליאתילן וניילון 6 מעורבבים ומערבבים לפי יחס משקל מסוים, בטמפרטורה של 220-300 מעלות צלזיוס, על ידי התכה פלסטייזציה על ידי אקסטרודר עם בורג אחד, האי הפוליאתילן והניילון סיבים בעלי עדינות של 4 עד 7 דניר מסובבים, והסיבים נחתכים לסיבים קצרים באורך של 40 עד 60 מ"מ, הנתונים לחבטות מחט לא ארוגות ולבד לא ארוג. בד בסיס מעור סינטטי סופר-סיבי מתקבל על ידי רידוד, הספגה של תמיסת פוליאוריטן רטובה, הפחתת טולואן, הרחבת שמן וכדומה. הרשת התלת מימדית המתקבלת של בדי עור סינטטי מיקרופייבר דומה לעור, וחוזק הקריעה שלו, שמירת הצורה, האחידות, העמידות הכימית ועמידות המים ועמידות לטחב עולים על העור הטבעי.

יחד עם זאת, בד בסיס העור הסינטטי העל-סיבי בשילוב עם טכנולוגיית הספגה והפחתת הספיגה בפוליאוריתן עם מבנה נקבובי יוצר מספר רב של מיקרו-נקבים, ובעל שטח פנים ספציפי גדול וספיגת מים חזקה. לכן, ממבנה המיקרו והחומר הפנימי, כמו גם מראה המרקם והתכונות הפיזיקליות, כמו גם התחושה של אנשים, בד העור הסינטטי המיקרופייבר יכול להתחרות בעור טבעי ברמה גבוהה. התהליך הוא כדלקמן: ספינינג → בד לא ארוג מחורר מחט → גיהוץ → הספגה → הפחתה → ייבוש הרחבה → בד בסיס עור סינטטי מיקרופייבר באמצעות חומר טיפול הידרופובי רך כגון סיליקון או פלואור-סיליקון → הספגה → לחיצה וייבוש מיקרופייבר מתקבל בד בסיס עור סינטטי לנעלי מגן בעלות פונקציה הידרופוביה מסוימת.

2.2 עיצוב של פורניר עור סינטטי סופרפייבר לנעלי מגן

2.2.1 מנגנון עמיד למים וחדיר לחות ועיצוב של פורניר עור סינטטי סופרפייבר PU סרט מיקרו-נקבי לנעלי הגנה

על מנת לפתור את הסתירה בין חדירות הלחות לעמיד למים של העור הסינטטי העל-סיבי לנעלי מגן, יש צורך גם לתכנן את מבנה סרט ה-PU של הפורניר היבש, ונדרש שבמשטח העור הסינטטי המיקרופייבר יהיו גם מיקרו-נקבים. עם קוטר נקבוביות מתאים.

האיטום מונע בעיקר מי גשמים לחדור משטח העור לתוך הנעל. כאשר הלחות מועברת, אדי המים בתוך הנעל מועברים לחלק החיצוני של הנעל. אדי המים חודרים למיקרונקבוביות של העור הסינטטי המיקרופייבר ועובר דרך הגז. הקוטר של מולקולות אדי המים הוא 4×10-4מיקרומטר. כל עוד קוטר המיקרו-נקבים של משטח עור המיקרופייבר גדול מ-4×10-4 מיקרומטר, ניתן להשתמש באדי המים. הוא מועבר מהחלק הפנימי של הנעל לחלק החיצוני של הנעל ויש לו פונקציית חדירות לחות. כאשר מי הגשמים עוברים דרך המיקרו-נקבוביות של העור הסינטטי המיקרופייבר, מתח הפנים נגרם כאשר מי הגשמים נוגעים במיקרו-נקבוביות. אם קוטר הנקבוביות קטן, מי הגשמים מתקשים להיכנס לנעל דרך המיקרו-נקבים, ובכך משיגים את מטרת האיטום. מחקרים הראו שהקוטר המינימלי של ערפילי גשם שונים שיכולים לעבור דרך המיקרו-נקבים הוא: ערפל הוא 20 מיקרומטר, גשם קל הוא 400-900 מיקרומטר, וגשם מתון וגשם כבד הם מעל 2000 מיקרומטר. לכן, ניתן לעצב את קוטר המיקרו-נקבים של סרט הפורניר היבש PU על ידי ניצול ההבדל בקוטר הנקבוביות של אדי המים ומי הגשמים העוברים דרך המיקרו-נקבים.

לכן, בתהליך הפורניר היבש, סרט ה-PU לאחר הפורניר מיוצר עם מספר מסוים של מיקרו-נקבים בקוטר נקבוביות מסוים, וקוטר הנקבוביות של המיקרו-נקבוביות נשלט להיות 4×10 −4-20 מיקרומטר, מה שמאפשר לאדי המים לחדור בחופשיות. יחד עם זאת, קשה להעביר מי גשמים כדי להשיג את המטרה של חדירות רטיבות ואיטום. נכון להיום, השיטות לייצור מיקרו-נקבים במשטח העור הסינטטי כוללות שיטת ניקוב מכנית בלייזר, שיטת מיקרו-נקבובית חומר קצף, הנידוף ממס ושיטת יצירת נקבוביות. כפי שניתן לראות מאיור 2, מסכת העור הסינטטי המיקרופייבר לנעלי מגן היא בעלת גודל נקבוביות של 5 עד 8 מיקרומטר, דבר המועיל לחדירת מולקולות אדי מים מחלקה הפנימי של הנעל אל החלק החיצוני של הנעל. דיכוי כניסת מים לנעל.

2.2.2 מנגנון עמיד למים וחדיר לחות ועיצוב של שרף הידרופילי לפורניר עור סינטטי סופרפייבר לנעלי מגן

חדירת מולקולות אדי מים למסכת ה-PU היא גם התהליך הראשון של ספיחה וחדירה חוזרת, ולכן גם בחירת חומר מסכת ה-PU חשובה מאוד. Xie Fuchun וחב'. השתמש בפוליאתילן גליקול כמקטע רך לסינתזה של פוליאוריטן עם תכונות הידרופיליות מצוינות. ניתן להשתמש בסרט PU העשוי משרף PU עם קבוצות הידרופיליות (כגון אתוקסילאט) במבנה המקטע הרך. מולקולות אדי המים נספגות על ידי קשר המימן. מכיוון שלחץ אדי המים בנעל גדול יותר מהצד החיצוני של הנעל, מולקולות אדי המים מועברות ברציפות אל החלק החיצוני של הנעל לאורך המרווח בין השרשראות המולקולריות של הפוליאוריתן, ובכך מפעילות אפקט חדירות לחות.

לסיכום, בתכנון תהליך פורניר יבש, אם למסכה אין מיקרו-נקבים, ניתן להעביר את אדי המים לצד השני של משטח העור הסינטטי המיקרופייבר אפילו על ידי שרף ה-PU ההידרופילי, אבל קל להיות חומר מסיכת PU הידרופילי. . כאשר סרט המים נוצר, קשה להעביר במהירות וברציפות את אדי המים לצד השני של משטח העור הסינטטי המיקרופייבר, וחדירותו של הלחות אינה טובה. לכן, בעת תכנון תהליך ציפוי עור סינטטי סופרפייבר לנעלי מגן, נעשה שימוש בשרף הידרופילי, ומיקרו-נקבה בקוטר נקבוביות של 4×10 -4 עד 20 מיקרומטר מיועדת לאפשר למולקולות אדי מים לעבור בחופשיות. מים, אבל קשה להיכנס לנעליים כדי להשיג את המטרה של חדירות לחות ועמיד למים.

3 תחומי יישום של עור סינטטי מיקרופייבר לנעלי מגן

על פי הנתונים הסטטיסטיים של משרד העבודה של הונג קונג, כשליש מתאונות הבטיחות בתאונות תעשייתיות נגרמות כתוצאה מדריכת חפצים, נגיעה בחפצים או פציעה מחפצים. התוצאה היא לרוב פציעות בכף הרגל ונכות קשה. במדינות זרות, במיוחד במדינות המפותחות במערב, מיוחסת חשיבות רבה להגנה על כף הרגל, המחייבת את העובדים לנעול נעליים מקצועיות. סין גם פרסמה סדרה של תקני בדיקת מוצרים להגנה על כף הרגל. לכן, לנעלי מגן יש סיכויי שוק רחבים. נכון לעכשיו, לסין יש את בסיס ייצור הנעליים המקצועי הגדול ביותר באסיה.

עם התקדמותה המתמשכת של החברה, ישנם יותר ויותר סוגים של מוצרי הגנה על עובדים בודדים. באירופה ובארה"ב, נעלי הבטיחות הבודדות הקודמות מחולקות כיום לנעלי מגן, נעליים אנטי סטטיות, נעלי בטיחות בוהן מגן, נעלי צבא, אחיות לפי מאפיינים מקצועיים. נעליים, נעליים אדמיניסטרטיביות, נעלי ריקוד לטיניות וסוגים אחרים, כך שהיישום של עור סינטטי סופר-סיבי לנעלי מגן הוא נרחב יותר, כדלקמן:

לנעלי בטיחות: עליוניות לנעליים כגון נעלי מגן, נעליים אנטי סטטיות, נעלי בטיחות בהונות ונעלי בטיחות נגד ריסוק. החלק העליון של נעליים אלו הוא בעיקר שחור או חום, ומשמשים בעיקר בתעשיות כרייה, בנייה, מטלורגיה, הובלה, קציר ותעשיות אחרות להגנה על אצבעות הרגליים. זה דורש מעור הנעל להיות חדיר ללחות ועמיד למים, והחוזק הפיזי-מכני של העור הסינטטי הסופר-פייבר לנעלי מגן עלה על זה של העור. לכן, העור הסינטטי הסופר-פייבר לנעלי מגן פופולרי כיום מאוד בארץ ובחו"ל.

לנעליים מקצועיות: עליוניות לנעליים כמו נעלי אחות, נעלי מנהלים ונעלי עבודה לנשים. ביניהם, נעלי אחות נפוצות מאוד. כיום, בתי חולים רבים בארץ ובחו"ל משתמשים בנעלי אחות מיוחדות כדי למנוע את נפילת המחט ולדקור את כף הרגל בעת יריית המחט. נעלי האחות לבנות בעיקרן, והחלק העליון חייב להיות חדיר לחות, עמיד למים, עמיד בפני כיפוף, רך ונוח. מדינות רבות באירופה ובארצות הברית דורשות מהמנהלים לנעול נעלי מנהלים לעבודה, נשים נועלות נעלי עבודה לנשים, נעליים אלו דורשות גם שהעור העליון יהיה בעל חדירות לחות.

לנעליים צבאיות: בעבר רובן היו עשויות עור פרה. כיום, העור הוחלף בהדרגה בעור סינטטי מיקרופייבר, המחייב את משטח העור בעל חדירות לחות ותפקוד עמיד למים.

לנעלי ריקוד לטיני לנשים: שימוש מוקדם בייצור עור פרה או עור כבש, השימוש הנוכחי בחדירות לחות לנשימה של ייצור עור סינטטי סופר-פייבר.

עם חלוקת העבודה המתמחה יותר ויותר, המודעות הגוברת להגנה על הפרט והמחסור ההולך וגובר בדרמיס, לעור הנעלה המגן עם פונקציות נושמות, חדיר לחות ועמיד למים יהיה שוק רחב וייושם בהדרגה בנעלי ספורט ובריצה. נעליים. בעתיד, החלף בהדרגה את העור.

4. מסקנה

על מנת להשיג את הפונקציה של איטום וסיפוק חדירות האוויר, יש להתחיל את תכנון התהליך של העור הסינטטי העל-סיבי לנעלי הגנה מבד בסיס המיקרופייבר ומתהליך הפורניר היבש. בד הבסיס מעור סינטטי מיקרופייבר זקוק ליותר מיקרו-נקבים במבנה. המבנה נועד להקל על פיזור אדי מים מבפנים הנעל; יחד עם זאת, בד בסיס העור הסינטטי העל-סיבי חייב להיות בעל תכונה הידרופוביה מסוימת כדי למנוע מי גשמים וכדומה להיכנס לנעל. בפורניר היבש, יש צורך לא רק להשתמש בשרף PU הידרופילי לשיפור יכולת הנשימה של נעלי המגן, אלא גם לכלול מיקרו-נקבוביות עם נקבוביות מתאימות על משטח העור כדי להקל על העברת הלחות בנעל תוך מניעת כניסת מים. הנעל וגורם לרטיבות. כף רגל.