王霏霏，馮國飛，王曉磊

（山東同大海島新材料股份有限公司，山東昌邑261300）

超細纖維合成革是超細纖維和聚氨酯兩種成分組成的復合材料。超細纖維具有三維網狀結構，起到支撐和骨架的作用，形成類似于真皮膠原纖維的結構；聚氨酯分散在纖維周圍，使整個基布形成一個整體，聚氨酯不僅具有填充作用，還可形成具有發(fā)泡結構的立體網絡[1]。超細纖維合成革不僅在結構上類似于真皮，而且在性能方面具有防霉、高耐磨以及耐折性好、撕裂強度高等優(yōu)良性能，是目前替代真皮的最佳原材料。

勞動者防護一直是國家勞動保護的重點，操作工人生產工作時必須佩戴勞保防護用具。近些年超纖革發(fā)展迅速，特別是隨著新材料和新后處理工藝的應用，產品的檔次和花色得到了很大的發(fā)展，合成革產品多樣化已成為一種趨勢，因此功能性超細纖維勞保鞋革的開發(fā)是發(fā)展趨勢。

首先從生產加工流程方面對比超細纖維鞋革、超細纖維勞保鞋革和功能性超細纖維勞保鞋革三者的區(qū)別，確定控制要點以及工藝調整方向。

普通貼面超細纖維鞋革的生產工藝流程：

超細纖維勞保鞋革的基布生產過程與普通的超細纖維鞋革不同，超細纖維勞保鞋革產品要求基布具有防水性能，因此要經過防水處理。

超細纖維勞保鞋革的生產工藝流程：

功能性超細纖維勞保鞋革是在超細纖維勞保鞋革的基礎上，增加夜光、防污、熒光、高耐磨等附加性功能，增加超細纖維勞保鞋革的特色。

功能性超細纖維勞保鞋革的生產工藝流程：

從以上流程對比可以看出，功能性超細纖維勞保鞋革的控制要點在于干法貼面和后處理工序。本文主要探究防污夜光超纖勞保鞋革的加工方法，分析了功能性夜光效果與防水透濕效果的關系，以及防污效果對防水透濕效果的影響，確定了最佳的夜光粉添加量和表面處理工藝，為超纖革的多樣化和功能化生產提供了方向。

1 實驗部分

1.1 實驗材料及試驗儀器

1.1.1 實驗材料

超細纖維合成革（工業(yè)品，山東同大海島新材料股份有限公司）；干法用聚氨酯TD-20(工業(yè)品，旭川化學品有限公司)；夜光粉TDF-201（工業(yè)品，廣州匯合彩顏料有限公司）；防污處理劑GX-510（工業(yè)品，東莞市硅甲新材料科技有限公司）。

1.1.2 試驗儀器

電子天平（FA2004，上海舜宇恒平有限公司）；GT-AI-3000 U60系統(tǒng)拉力機（上海高鐵檢測儀器有限公司）；透濕系數檢測儀（GT-7005-EV，上海高鐵檢測儀器有限公司）；自動黏度測定儀（NCY-2，上海思爾達有限公司）；飛納臺式掃描電鏡（Phenom，上海復納科學儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 防污夜光超纖勞保鞋革的生產工藝

1.2.2 實驗工藝

（1）夜光效果的獲得是通過添加夜光粉實現的，添加夜光粉對漿料的黏度以及貼面產品的防水透濕效果會產生一定的影響。因此分別選擇添加面料TD-20總量的10%、20%、30%、40%和50%五種比例進行對比，分析黏度的變化，確定最佳添加量；

（2）確定最佳夜光粉添加比例和漿料黏度后，通過調整涂覆間隙（0.05 mm、0.10 mm、0.15 mm、0.20 mm、0.25 mm），分析水蒸氣透濕系數和夜光效果的變化規(guī)律，確定最佳間隙；

（3）表面處理工序在功能性產品的生產過程中至關重要，防污效果是通過表面處理實現的，表面處理通過不同目數的表處輥實現，分析不同目數（80、100、120、140、160、180目）的表面處理對水蒸氣透濕系數的影響，確定最佳表處工藝。

1.3 性能測試

1.3.1 黏度指標測試

使用NCY-2自動黏度測定儀，測試漿料的黏度。測試方法：把被測漿料置于直徑不少于70 mm的燒杯或直筒形容器中，調節(jié)漿料溫度25℃（一般恒溫室中放置4 h），然后將選好的轉子旋入螺旋桿，調整高度使轉子浸入漿料中，直至轉子液面標志與漿料面平行為止，調整儀器水平，開始測試直至讀數穩(wěn)定。當指針數值過高或者過低時，需更換轉子和轉速，使讀數在刻度30~70之間最佳[2]。

1.3.2 力學性能測試

使用GT-AI-3000 U60系統(tǒng)拉力機，按照QB/T3812.5-1999（皮革抗張強度和伸長率的測定）測試樣品的力學性能。

1.3.3 透濕性能測試

采用透濕系數檢測儀按照標準Personalprotective equipment test methods for footwear(EN/ISO 20344:2011）測試樣品的水蒸氣透濕系數。

2 結果與討論

2.1 力學性能指標

超細纖維合成革測試的力學性能指標主要包含斷裂強力、斷裂伸長率、撕裂強度以及剝離強度等。表1是普通勞保超纖鞋革產品與防污夜光勞保超纖鞋革產品的物理性能對比（成品厚度均為1.8 mm）。

表1 防污夜光超纖勞保革與普通超纖勞保鞋革物性指標對比

從表1中數據可以看出，二者的物理性能指標數值比較接近，變化范圍在±2 N，無明顯差異。因此增加勞保超纖革產品的功能性不會影響產品的剝離強度、斷裂、撕裂等物理性能指標。

2.2 夜光效果分析

夜光性能是通過添加夜光粉獲得，夜光粉的添加比例與夜光效果和防水透濕效果有密切的關系。干法用聚氨酯添加夜光粉黏度會發(fā)生改變，黏度是剪切力和剪切速率的比值，也是抗拒液體流動的一種量度[3]。超纖革的貼面過程中通過調整漿料的黏度可改善漿料的固含量和上漿量。圖1是添加不同比例夜光粉漿料的黏度變化曲線圖。

從圖1可以看出，隨著夜光粉比例的增加，黏度呈現上升趨勢，在添加比例達到30%時，曲線陡然上升。當黏度增加到一定數值時，需要降低漿料黏度，但是相應增加有機溶劑會降低產品的固含量以及產品的性能，綜合各項因素確定夜光粉的添加比例為20%。

圖1 不同添加比例夜光粉的漿料黏度變化曲線圖

貼面工序主要通過調節(jié)涂覆間隙來控制上漿量，上漿量的多少影響產品的防水透濕效果和夜光效果，間隙太大降低水蒸氣透濕系數，夜光效果好；間隙太小水蒸氣透濕系數較高，夜光效果差。因此選擇合適的涂覆間隙至關重要。圖2是不同涂覆間隙水蒸氣透濕系數和夜光效果的變化曲線圖。

圖2 不同涂覆間隙夜光效果與水蒸氣透濕系數變化曲線圖

從圖2可以看出涂覆間隙在0.15 mm的時候夜光效果和透濕系數出現折點，夜光效果達到平衡，透濕系數合格，從而確定涂覆間隙為0.15 mm。

2.3 防污性能指標

防污夜光勞保鞋革利用表面處理劑在紋路表面形成一層保護膜，降低表面張力的方法來防止污物進入孔內，從而達到長期有效的防污效果。圖3、圖4是未進行防污處理和經過防污處理的產品光學電鏡圖片。

圖3 未經過防污處理的產品電鏡圖片（500×）

圖4 經過防污處理的產品電鏡圖片（500×）

從圖片可以看出經過防污處理的產品，紋路的凹陷處明顯地減小，這是由于防污處理劑在紋路的表面形成一層致密的薄膜，有效地減少了油污的附著，提升了產品的防污效果。

防污處理工序是通過涂覆防污處理劑來改善表面效果，主要采用表處輥進行，主要的控制參數是表處輥的目數，即通過表處輥的目數調整產品的上漿量，表處輥的目數越大上漿量越小，目數越小上漿量越大。

圖5為不同的表處輥目數貼面產品的水蒸氣透濕系數變化曲線圖。

圖5 不同表處輥目數貼面產品的水蒸氣透濕系數變化圖

從圖5可以看出，表處輥目數越大水蒸氣透濕系數越大，在表處輥目數100時，水蒸氣透濕系數僅為15 mg/(cm2·h)，達不到產品標準，為確保產品防水透濕效果達標，表處輥目數在120目以上才能保證產品的效果。從生產工藝條件、產品品質穩(wěn)定等方面綜合考慮，確定表處輥目數為150目，所得產品既能達到防污效果也可以確保防水透濕效果。

3 結論

本文主要探究了防污夜光超細纖維勞保鞋革的生產工藝，對比了功能性超細纖維勞保鞋革與普通超細纖維勞保鞋革的加工流程，確定了增加功能性對物理性能指標無影響，分析了影響功能性超纖勞保鞋革的工藝參數。根據產品的特點，確定了夜光粉的最佳添加比例為總量的20%，貼面涂覆間隙為0.15 mm，表面處理工藝為表處輥目數150目。

功能性超纖勞保鞋革在超纖行業(yè)中主要應用在中高端產品，不僅具有普通勞保鞋革的防水透濕的功能，還具有防污、夜光、耐磨、穿著壽命長等優(yōu)良性能，能有效地提高產品競爭力。隨著產品的多樣化需求、人們對高品質生活的追求，超纖革的功能性、美觀性、耐久性會隨之提升，相應地帶動超纖革行業(yè)的進步。