Mecanismo impermeável e permeável à umidade e aplicação de sapatos de seguro de trabalho de couro sintético de microfibra

- Nov 02, 2018-

Resumo: De acordo com os requisitos funcionais de couro sintético de microfibra para calçados de proteção, foi discutido o mecanismo à prova d'água e permeável à umidade do tecido de base de couro sintético de microfibra e filme de poliuretano de folha seca (PU). O projeto de tecido de base de couro sintético de microfibra para sapatos de proteção foi projetado. Estrutura e selecione resina de poliuretano hidrofílica como a camada superficial de resina de couro sintético de microfibra e controle o diâmetro micropore do filme PU para atender os requisitos de impermeabilidade e permeabilidade à umidade. Ao mesmo tempo, são introduzidos os campos de aplicação de couro sintético de microfibra para calçados de proteção.


Palavras-chave: calçados de proteção; microfibra; Couro Sintético; permeabilidade à umidade; à prova d'água; calçado de seguro de trabalho; sapatos antiestáticos; calçados de segurança de proteção do dedo do pé;


1. Introdução


Sapatos de proteção são sapatos que são usados no local de trabalho para proteger os pés de lesões. Fazem parte dos produtos individuais de proteção do trabalho ou sistemas individuais de proteção de soldados em países desenvolvidos da Europa e América. Recentemente, cada vez mais países exigem que os funcionários usem calçados de proteção para evitar possíveis perigos durante o trabalho, algumas indústrias ou empresas na China também exigem que as pessoas usem calçados de proteção quando trabalham, para que o mercado de calçados de proteção se torne cada vez maior. Com a introdução de muitas leis e regulamentos de proteção ambiental, bem como o alto custo e a fonte limitada de couro, e em algumas ocasiões específicas (como trabalho asséptico), a derme está sujeita a deterioração e as bactérias são difíceis de atender aos requisitos . Portanto, as pessoas começaram a buscar alternativas para a derme. Nos últimos anos, os calçados de proteção feitos de couro artificial de náilon microfibra de poliuretano (couro sintético de microfibra) tornaram-se cada vez mais populares.


Comparado com o couro, o defeito do couro sintético de microfibra é que ele não absorve o suor e respira, deixando as pessoas desconfortáveis e coxas. O couro sintético super-fibra para calçados de proteção é especialmente projetado com base nas características de absorção de umidade e permeabilidade do couro. Tem permeabilidade à humidade e propriedades impermeáveis, isto é, os sapatos impedem que a chuva exterior penetre no couro do sapato enquanto o usa e, ao mesmo tempo, o suor no interior dos sapatos é descarregado, tornando as pessoas confortáveis.


Neste artigo, foi discutido o mecanismo permeável à humidade e à prova de água do tecido de base de couro sintético de microfibra, e foi obtido o método de preparação de tecido à base de couro sintético à prova de água e microfibra permeável à humidade. O processo de laminação a seco de couro sintético de microfibra foi discutido. Foi analisada a permeabilidade à umidade e o mecanismo à prova d'água de microfibra de poliuretano sintético (PU) e filme de PU sintético de couro sintético. A preparação de couro sintético de microfibra para calçados de proteção foi realizada. Fornecendo uma base teórica, é possível substituir couro natural com couro sintético de microfibra.


2 Design de processo de couro sintético de microfibra para calçados de proteção


O couro sintético para calçados de proteção deve estar de acordo com EN345 ou ISO20345 a ser circulado em mercados estrangeiros (EN345 ou ISO20345 é o padrão europeu e americano para acesso a calçados de proteção). O índice de permeabilidade à umidade do couro sintético superfibroso para calçados de proteção requer permeação de vapor de água ≥ 0,8mg / (cm2 · h) e coeficiente de permeabilidade ao vapor de água ≥1,5mg / cm2, enquanto o índice à prova d'água requer taxa de absorção de água ≤30% . A permeabilidade é ≤0.2mg. A fim de atender aos requisitos de permeabilidade à umidade e tecnologia à prova d'água, o couro sintético super-fibra para calçados de proteção é projetado a partir de duas partes do tecido de base de couro sintético de microfibra e do verniz seco.


2.1 Projeto de processo de tecido base de couro sintético de microfibra para calçados de proteção


2.1.1 Mecanismo à prova d'água e permeável à umidade de tecido base de couro sintético de microfibra para calçados de proteção


Para estudar a permeabilidade à humidade e a função impermeável do tecido base de fibra sintética super-fibra para calçado de protecção, o primeiro é analisar o mecanismo de permeabilidade à humidade e impermeabilização do pano de base de couro sintético de microfibra. A transmissão de umidade é, na verdade, dois processos de adsorção e transferência. Primeiro, o vapor de água (isto é, o suor) dentro do sapato é adsorvido no lado interno do sapato e depois transferido do interior do sapato para o exterior do sapato. O processo de adsorção requer um ponto de adsorção de vapor de água no pano de base de couro sintético de microfibra. O ponto de adsorção pode ser que moléculas de água são adsorvidas por pontes de hidrogênio ou adsorvidas porosa. Sem pontos de adsorção, o vapor de água não é adsorvido e o suor no interior dos sapatos não pode ser usado. Transferir para fora, portanto, ao projetar o tecido de base de couro sintético de microfibra, o tecido de base de couro sintético de microfibra deve ter uma certa função de absorção hidrofílica. A fibra de nylon de água e tecido de base de couro sintético forma facilmente ligações de hidrogênio e tem certa hidrofilicidade, então o tecido de base tem certa hidrofilicidade. Além disso, quanto mais poros do tecido de base de couro sintético de microfibra, maior a área de superfície específica. Mais fácil é absorver vapor de água. Na penetração do vapor de água, se o diâmetro do poro do tecido de base de couro sintético de microfibra for grande e o rácio de abertura for elevado, a velocidade de transferência do vapor de água é rápida e a quantidade de transferência é grande. A Fig. 1 mostra a estrutura de um tecido de base de couro sintético superfino para sapatos de proteção. Pode ser visto que a secção transversal do tecido de base de couro sintético de microfibra para sapatos protectores tem uma pluralidade de microporos que facilitam a transferência de humidade no sapato.


Ao mesmo tempo, o diâmetro dos poros do tecido de base de couro sintético de microfibra é geralmente grande e irregular, e a água da chuva é facilmente passada. A fim de satisfazer o uso do tecido de base de couro sintético superfibroso para calçados de proteção, também é necessário realizar o tecido de base de couro sintético de microfibra. É processado para ter uma certa propriedade hidrofóbica para reduzir a velocidade e a quantidade de água da chuva que passa através do tecido base superfibra, de modo que a água da chuva não alcance facilmente o interior do sapato, conseguindo assim a função impermeável.


Em resumo, no projeto do processo de produção do tecido de base de couro sintético superfibroso para calçados protetores, o tecido de base superfibrosa deve ter um certo ponto de adsorção de vapor de água (isto é, função hidrofílica), ou seja, o tecido de base de microfibra tem um alto relação de abertura. E com uma abertura adequada, ao mesmo tempo, o tecido de base microfibra tem uma certa função à prova d'água, atingindo a permeabilidade à umidade e à prova d'água.


2.1.2 Preparação de tecido base de couro sintético de microfibra para calçados de proteção


De acordo com a análise do mecanismo à prova de humidade e permeável à humidade acima mencionado, desenhámos um pano base de fibra sintética de super fibra para calçado de protecção. O processo específico é o seguinte: o polietileno e o nylon 6 são misturados e agitados de acordo com uma determinada proporção em peso, a uma temperatura de 220-300 ° C. Por fundição por uma extrusora de parafuso único, as fibras de polietileno e nylon uma finura de 4 a 7 denier é fiada, e as fibras são cortadas em fibras curtas com um comprimento de 40 a 60 mm, as quais são sujeitas a punção com agulha não tecida e tecido não tecido. Um tecido de base de couro sintético superfibroso é obtido por achatamento, impregnação de uma pasta de poliuretano úmida, redução de tolueno, óleo em expansão e similares. A rede tridimensional resultante de tecidos de couro sintético de microfibra é semelhante ao couro, e sua resistência ao rasgo, retenção de forma, uniformidade, resistência química e resistência à água e resistência ao mofo excedem o couro natural.


Ao mesmo tempo, o tecido de base de couro sintético superfibros combinado com a tecnologia de processamento de impregnação e redução de lamas de poliuretano com estrutura porosa forma um grande número de microporos e tem uma grande área de superfície específica e forte absorção de água. Portanto, a partir da microestrutura interna e material, bem como a aparência da textura e propriedades físicas, bem como a sensação das pessoas, o tecido de couro sintético microfibra pode competir com couro natural de alta qualidade. O processo é o seguinte: fiação → tecido não tecido agulha → passar → impregnação → redução → secagem expansão → tecido base de couro sintético microfibra usando agente de tratamento hidrofóbico macio como silicone ou flúor-silicone → impregnação → prensagem e secagem A microfibra tecido de base de couro sintético para sapatos de proteção tendo uma certa função hidrofóbica é obtida.


2.2 Design de folheado de couro sintético superfibre para calçado de protecção


2.2.1 Mecanismo impermeável e permeável à umidade e projeto de película microporosa de poliuretano sintético de superfibre de couro PU para calçados de proteção


A fim de resolver a contradição entre a permeabilidade à umidade e a impermeabilização do couro sintético superfibroso para calçados de proteção, também é necessário projetar a estrutura de filme PU do verniz seco, e é necessário que a superfície de couro sintético de microfibra também tenha microporos com diâmetros de poros apropriados.


A impermeabilização impede principalmente que a água da chuva penetre a superfície do couro no sapato. Quando a umidade é transmitida, o vapor de água dentro do sapato é transferido para o exterior do sapato. O vapor de água penetra nos microporos do couro sintético de microfibra e passa através do gás. O diâmetro das moléculas de vapor de água é de 4 × 10-4μm. Enquanto o diâmetro micropore da superfície do couro de microfibra for maior que 4 × 10-4μm, o vapor de água pode ser usado. É transferido do interior do sapato para o exterior do sapato e tem uma função de permeabilidade à humidade. Quando a água da chuva passa pelos microporos do couro sintético de microfibra, a tensão superficial é causada quando a água da chuva entra em contato com os microporos. Se o diâmetro do poro é pequeno, a água da chuva é difícil de entrar no sapato através dos microporos, conseguindo assim a finalidade de impermeabilização. Estudos mostraram que o diâmetro mínimo de várias névoas de chuva que podem passar através dos microporos é: neblina é 20μm, chuva leve é 400-900μm, e chuva moderada e chuva forte estão acima de 2000μm. Portanto, o diâmetro micropore do filme PU de verniz seco pode ser projetado utilizando a diferença no diâmetro do poro do vapor de água e a água da chuva passando através dos microporos.


Portanto, no processo de recobrimento a seco, o filme PU após o folheado é produzido com um certo número de microporos com um determinado diâmetro de poros, e o diâmetro dos poros dos microporos é controlado para ser 4 × 10-4 ~ 20 μm, o que permite o vapor de água para penetrar livremente. Ao mesmo tempo, é difícil passar a água da chuva para atingir a finalidade de permeabilidade à umidade e impermeabilização. Actualmente, os métodos para a produção de microporos na superfície do couro sintético incluem o método de puncionagem mecânica a laser, o método micropore de agente espumante, a volatilização do solvente e o método de formação de poros. Como pode ser visto na Fig. 2, a máscara de couro sintético de microfibra para calçados de proteção tem um tamanho de poro de 5 a 8 μm, o que é vantajoso para a penetração de moléculas de vapor de água do interior do sapato para o exterior do sapato. suprimindo a entrada de água no sapato.


2.2.2 Mecanismo impermeável e permeável à umidade e projeto de resina hidrofílica para folheado de couro sintético de superfibre para calçados de proteção


A penetração de moléculas de vapor de água na máscara de PU também é o primeiro processo de adsorção e re-infiltração, portanto a escolha do material de máscara de PU também é muito importante. Xie Fuchun et al. utilizou polietilenoglicol como um segmento macio para sintetizar poliuretano com excelentes propriedades hidrofílicas. Podem ser utilizados filmes PU feitos de resina PU com grupos hidrofílicos (tais como etoxilato) na estrutura do segmento mole. As moléculas de vapor de água são adsorvidas pela ligação de hidrogênio. Uma vez que a pressão de vapor de água no sapato é maior do que o lado externo do sapato, as moléculas de vapor de água são continuamente transmitidas para o exterior do sapato ao longo do intervalo entre as cadeias moleculares de poliuretano, exercendo assim um efeito de permeabilidade à umidade.


Em resumo, no projeto do processo de verniz seco, se a máscara não tiver microporos, o vapor de água pode ser transferido para o outro lado da superfície de couro sintético de microfibra mesmo pela resina PU hidrofílica, mas é fácil ser material de máscara de PU hidrofílico. . Quando a película de água é formada, é difícil transferir rápida e continuamente o vapor de água para o outro lado da superfície de couro sintético de microfibra, e a permeabilidade à humidade não é boa. Portanto, ao projetar um processo de revestimento de couro sintético de superfibre para calçados de proteção, uma resina hidrofílica é usada, e um micropore com um diâmetro de poro de 4 × 10-4 a 20 μm é projetado para permitir que moléculas de vapor de água passem livremente. Água, mas é difícil entrar nos sapatos para atingir o objetivo de permeabilidade à umidade e à prova d'água.


3 campos de aplicação de couro sintético de microfibra para calçados de proteção


De acordo com as estatísticas do Departamento de Trabalho de Hong Kong, cerca de um terço dos acidentes de segurança de acidentes industriais são causados por pisar objetos, tocar objetos ou ser ferido por objetos. O resultado é muitas vezes lesões nos pés e incapacidade grave. Em países estrangeiros, especialmente nos países ocidentais desenvolvidos, grande importância é dada à proteção dos pés, exigindo que os funcionários usem calçados profissionais. A China também emitiu uma série de padrões de teste de produtos para proteção de pé. Portanto, calçados de proteção têm amplas perspectivas de mercado. Atualmente, a China possui a maior base de produção profissional de calçados na Ásia.


Com o avanço contínuo da sociedade, há cada vez mais variedades de produtos individuais de proteção do trabalho. Na Europa e nos Estados Unidos, os calçados de segurança individuais anteriores agora são divididos em calçados de proteção, calçados anti-estáticos, calçados de proteção para os pés, calçados militares, enfermeiros de acordo com as características profissionais. Sapatos, sapatos administrativos, sapatos de dança latina e outros tipos, por isso a aplicação de couro sintético superfibroso para calçados de proteção é mais extensa, como segue:


Para calçado de segurança: parte superior para calçado, como calçado de protecção, calçado anti-estático, calçado de segurança para os pés e calçado de segurança anti-esmagamento. As partes superiores destes sapatos são principalmente pretas ou marrons, e são usadas principalmente na mineração, construção, metalurgia, transporte, colheita e outras indústrias para proteger os dedos dos pés. Ela exige que o couro do sapato seja permeável à umidade e à prova d'água, e a resistência físico-mecânica do couro sintético super-fibroso para calçados de proteção excedeu a do couro. Portanto, o couro sintético super-fibra para sapatos de proteção é atualmente muito popular em casa e no exterior.


Para calçado profissional: calçado para sapatos, como sapatos para enfermeiros, sapatos executivos e sapatos de trabalho para mulheres. Entre eles, os sapatos de enfermeira são muito comuns. Actualmente, muitos hospitais em casa e no estrangeiro usam sapatos de enfermeira especiais para evitar que a agulha caia e apunhala o pé quando a agulha é disparada. Os sapatos da enfermeira são principalmente brancos, e a parte superior deve ser permeável à umidade, à prova d'água, resistente à flexão, macia e confortável. Muitos países da Europa e dos Estados Unidos exigem que os executivos usem sapatos executivos para trabalhar, as mulheres usem sapatos de trabalho para mulheres, esses sapatos também exigem que a parte superior do couro tenha permeabilidade à umidade.


Para calçados militares: no passado, a maioria era feita de couro bovino. Atualmente, o couro foi gradualmente substituído por couro sintético de microfibra, que requer que a superfície do couro tenha permeabilidade à umidade e função à prova d'água.


Para sapatos de dança latina das mulheres: o uso precoce de couro ou produção de pele de ovelha, o uso atual de permeabilidade à umidade respirável, de produção de couro sintético super-fibra.


Com a divisão do trabalho cada vez mais especializada, a crescente consciência da proteção individual e a crescente escassez de derme, o couro protetor calçado com funções respiráveis, permeáveis à umidade e impermeáveis terá um amplo mercado e será gradualmente aplicado em calçados esportivos e em corrida. sapatos. No futuro, substitua gradualmente o couro.


4. Conclusão


A fim de alcançar a função de impermeabilização e satisfazer a permeabilidade ao ar, o design do processo do couro sintético superfibroso para calçados de proteção deve ser iniciado a partir do tecido de base microfibra e do processo de revestimento a seco. O tecido de base de couro sintético microfibra precisa de mais microporos na estrutura. A estrutura é projetada para facilitar a difusão do vapor de água do interior do sapato; ao mesmo tempo, o tecido de base de couro sintético superfino deve ter uma certa propriedade hidrofóbica para impedir que a água da chuva e similares entrem no sapato. No verniz seco, não é apenas necessário usar resina PU hidrofílica para melhorar a respirabilidade dos sapatos de proteção, mas também ter microporos com poros adequados na superfície do couro para facilitar a transferência de umidade no sapato, evitando a entrada de água. o sapato e causando umidade. pé.