（皮革化学与工程专业论文）不同面料及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究.pdf

不同面料及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究 摘要 皮鞋作为日常消费品，在脚一皮鞋一外界环境这一体系中，为脚提供保护性的生存环 境，其卫生性能和舒适度直接关系到人体脚部健康，进而影响到人体全身的健康，故有 “脚是人的第二心脏”之说，由此可见，皮鞋与人体健康息息相关。 对于鞋产品来说，卫生性是指皮鞋应具有良好的透气性、透水汽性、吸湿性等卫生 性能，不能导致脚部疾病，也不能因此而影响到人体健康和人身安全，无论是从正逐步 改变的消费观念角度考虑，还是从企业和销售角度出发，皮鞋的卫生性能是不容忽视的 一点，对皮鞋卫生性能进行研究和探讨都具有重要的意义和价值。 影响皮鞋卫生性能的因素有很多，大致可以从以下几个方面来考虑：鞋面材料、鞋 里材料、胶粘剂、主跟、内包头、结构设计、制鞋工艺等，材料是影响皮鞋卫生性能的 首要因素，本文主要就不同面料及胶粘剂入手进行对皮鞋帮面卫生性能的影响研究。 本文的研究对象为四种鞋面革：牛全粒面、牛磨砂革、牛修面、牛漆革，四种鞋里： 猪皮里、黄革里、白面里、棕靴里，两种胶粘剂：汽油胶、氯丁胶；研究的性能指标包 括透气性、透水汽性、吸湿性、保温性、耐菌性。实验为多因素多指标重复实验，实验 内容包括五部分：同一材料不同部位的卫生性能研究；鞋面、鞋里单一材料卫生性能研 究；鞋面、鞋里无胶复合卫生性能研究；鞋面、鞋里刷胶卫生性能研究；胶膜透气性、 透水汽性的研究；运用m a t l a b 数据处理程序处理数据并建立卫生性能与透气性、透水汽 性、吸湿性、导热系数与耐菌性的数学模型。 研究试验结果表明： ( 1 ) 不同工艺和部位对鞋面革的透气性均存在显著影响，其中，加工工艺对透气性 影响高度显著，是影响透气性的首要因素。部位差则对各项性能影响不如工艺因素对材 料的卫生性能影响大。 ( 2 ) 无胶复合材料的透气性、透水汽性、吸湿性、耐菌性等性能取决于鞋里，即在 相同鞋面的情况下，鞋里选择不同对卫生性能影响更大。对导热系数而言，则由鞋面革 决定其导热系数的大小。 ( 3 ) 刷胶对透水汽性、吸湿性、导热系数是高度显著影响，而对透气性和耐菌性无 影响，但刷胶确实使其卫生性能降低，这是由于刷胶使透水汽性和吸湿性降低了，而这 两个指标是决定了卫生性能优劣的关键指标。 ( 4 ) 透气性与透水汽性、吸湿性无相关性，但透气性与导热系数、耐菌性高度相关； 透水汽性与其它性能的相关系数均无显著相关性：导热系数与耐菌性有显著负相关性。 ( 5 ) 皮鞋帮面卫生性能综合评判的公式为h p = - 0 1 5 9 0 透气性+ 0 1 4 0 0 透水汽性 + 0 1 4 0 1 吸湿性+ 0 1 8 9 4 导热系数+ o 3 7 1 5 耐菌性 关键词：卫生性能，面料，胶粘剂，相关性，数学模型 i i r e s e a r c ho fd i f f e r e n tu p p e ra n da d h e s i v e i n f l u e n c i n gt os u r f a c eh y g i e n e p e r f o r i a n c e a b s t r a c t a st h ed a i l yc o n s u m e rg o o d s ，t h es h o e sc a np r o t e c to u rf o o tf r o mh u r ti nt h e f o o t - s h o e s e n v i r o n m e n t t h eh y g i e n ep e r f o r m a n c eo f s h o e sc o n c e r nd i r e c t l y a b o u tf o o t ，a n dt h e ni n f l u e n c et h eh e a l t ho fh u m a n ，t h e r e f o r e ，t h el e a t h e rs h o e s a r e c l o s e l yl i n k e dw i t hh e a t h t h es h o e s h y g i e n ep e r f o r m a n c em e na st h a ti tc a n tc a u s ed i s e a s eo r i n f l u e n c ep e r s o n a ls e c u r i t yb e c a u s eo ft h i se i t h e r , n om a t t e rf r o mt h ep o i n to f c o n s u m p t i o ni d e a o fo n e st h a ta r ec h a n g i n gp r o g r e s s i v e l y , p r o c e e d i n gf r o m e n t e r p r i s e sa n ds e l l i n ga n g l e ，t h eh y g i e n ep e r f o r m a n c eo ft h el e a t h e rs h o e si so n e p o i n tt h a tc a n 。tb ei g n o r e d ，c a r r y i n go nr e s e a r c ha n dd i s c u s s i o nt ot h eh y g i e n e p e r f o r m a n c eo ft h el e a t h e rs h o e sa l lh a si m p o r t a n tm e a n i n g a n dv a l u e t h e r ea r eal o to ff a c t o r si n f l u e n c i n gh y g i e n ep e r f o r m a n c eo ft h el e a t h e r s h o e s ，c a nr o u g h l yc o n s i d e rf r o ms e v e r a lf o l l o w i n gr e s p e c t s ：m a t e r i a l ，a d h e s i v e ， l i n i n g ，b o xt o e ，c o u n t e ra n dd e s i g n ，e t c t h em a t e r i a li st h ep r i m a r yf a c t o r , t h i s p a p e rm a i n l ys t u d yo nd i f f e r e n tu p p e rm a t e r i a la n da d h e s i v et ol e a t h e rs h o e s h y g i e n eo fp e r f o r m a n c e t h er e s e a r c ho b j e c to ft h i st e x ti sf o u rk i n d so fv a m pl e a t h e r ：t h eo xf u l l g r a i nl e a t h e r ；t h eo xs u e d el e a t h e f ，t h eo xc o r r e c t e dg r a i nl e a t h e r , t h eo xp a t e n t l e a t h e r , a n df o u rl i n i n g s ：t h ey e l l o wp ul i n i n g ，t h ep i gl e a t h e rl i n i n g ，t h ew h i t e c l o t h el i n i n g ，t h eb r o w nb o o tl i n i n g ，a n dt w ok i n d so fa d h e s i v e ：p e t r o lg l u e ， c h l o r i n ec u b eg l u e ；t h ep e r f o r m a n c ei n d e xi n c l u d i n ga i rp e r m e a b i l i t y ，t h ew a t e r v a p o rp e r m e a b i l i t y , t h eh y d r o s c o p i cp r o p e r t y , t h eh e a ti n s u l a r , t h em o u l dp r o o f t h ee x p e r i m e n tr e p e a t st h ee x p e r i m e n tf o rm u l t i f a c t o rm a n yi n d e x e s ，a n dt h e e x p e r i m e n ts c h e m ei n c l u d e sf i v ep a n s ：t h eh y g i e n ep e r f o r m a n c eo fd i f f e r e n t p o s i t i o no ft h es a m em a t e r i a li ss t u d i e d ；t h eh y g i e n ep e r f o r m a n c eo fs i n g l e m a t e r i a li ss t u d i e di nt h eu p p e ra n dl i n i n g ；t h e r ei sn oa d h e s i v et oc o m p o u n d b e t w e e nt h ev a m pa n dl i n i n g sh y g i e n ep e r f o r m a n c ei ss t u d i e d ；p a s t eu pa d h e s i v e i i i h y g i e n ep e r f o r m a n c e t o s t u d y b e t w e e nt h e v a m p a n d l i n i n g s ；a d h e s i v e m e m b r a n eg e t t i n gv e n t i l a t e ，s t e a mn a t u r er e s e a r c hc o m p l e t e l y 1 m i sr e s u l to ft h et e s to fr e s e a r c hi n d i c a t e s ： ( 1 ) d i f f e r e n tc r a f t sa n dp o s i t i o ni n f l u e n c et h ea i rp e r m e a b i l i t yn o t a b l y , a m o n g t h e m ，t h ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g yi sh i g h l yr e m a r k a b l et ot h ea i rp e r m e a b i l i t y i n f l u e n c ea st h ep r i m a r yf a c t o r p o s i t i o nd i f f e r e n c ei sn o ts og o o da sc r a f tf a c t o r w h i c hh a v ea g r e a te f f e c to nh y g i e n ep e r f o r m a n c eo ft h em a t e r i a l ( 2 ) t h eh y g i e n eo fp e r f o r m a n c ee x c e p tc o e f f i c i e n to ft h e r m a lc o n d u c t i v i t y d e p e n do nl i n i n gc o m p l e t e l yi nt h en oa d h e s i v ec o m p o u n d ，n a m e l yi nc a s eo ft h e s a m ev a m p ，d i f f e r e n tl i n i n gw i l li n f l u e n c eg r e a t e rt oh y g i e n ep e r f o r m a n c e ，b u t t h eu p p e rw i l ld e t e r m i n e dt h ec o e f f i c i e n to ft h e r m a lc o n d u c t i v i t y ( 3 ) t l l ea d h e s i v ei n f l u e n c et h ew a t e rv a p o rp e r m e a b i l i t y 、t h eh y d r o s c o p i c p r o p e r t y 、t h ec o e f f i c i e n to ft h e r m a lc o n d u c t i v i t yn o t a b l ya n d i th a v e n ti n f l u e n c e o nt h ea i rp e r m e a b i l i t ya n dm o u l dp r o o f , b u tt h ea d h e s i v er e d u c et h el e a t h e r h y g i e n i cp r o p e r t y ( 4 ) t h e r ea r en oc o r r e c t i o nb e t w e e nt h ea i rp e r m e a b i l i t ya n dt h ew a t e rv a p o r p e r m e a b i l i t y 、t h eh y d r o s c o p i cp r o p e r t y , b u ti t h a sn o b l ec o r r e l a t i v ec o e f f i c i e n t w i t ht h ec o e f f i c i e n to ft h e r m a lc o n d u c t i v i t y 、t h em o u l dp r o o f ；c o m p l e t e l yt h e w a t e rv a p o rp e r m e a b i l i t yd o e sn o th a v er e m a r k a b l ed e p e n d e n c ew i t ht h e c o e f f i c i e n tc o r r e l a t i o no fo t h e rp e r f o r m a n c e ；c o e f f i c i e n to ft h e r m a lc o n d u c t i v i t y c o e f f i c i e n ta n da b l et ob e a rt h ef u n g u st ot h em o u l dp r o o fd e p e n d e n c en o t a b l y ( 5 ) u s em a t l a bd a t ap r o c e s s i n gp r o c e d u r ed e a lw i t hd a t aa n ds e tu pb e t w e e n h y g i e n ep e r f o r m a n c ea n dt h ea i rp e r m e a b i l i t y 、t h ew a t e rv a p o rp e r m e a b i l i t y 、t h e h y d r o s c o p i cp r o p e r t y 、t h ec o e f f i c i e n to f t h e r m a lc o n d u c t i v i t y 、t h em o u l dp r o o f ， t h ef o r m u l at h a tl e a t h e rh y g i e n ep e r f o r m a n c ej u d g e ss y n t h e t i c a l l yi sh p = 0 1 5 9 0 + t h ea i rp e r m e a b i l i t y + 0 1 4 0 0 4 t h ew a t e rv a p o rp e r m e a b i l i t y + 0 1 4 0 1 + t h eh y d r o s c o p i cp r o p e r t y + 0 1 8 9 4 + t h ec o e f f i c i e n to ft h e r m a lc o n d u c t i v i t y + 0 3 7 1 5 + t h e m o u l d p r o o f k e y w o r d s ：h y g i e n ep e r f o r m a n c e ，u p p e r , a d h e s i v e ，c o r r e l a t i o n s i v 不同面科及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究 1 绪论 1 1 选题背景 皮鞋作为大众日用消费品，其最基本的功能是保护脚部不受外界侵害，同时，它还 起到与服装一体装饰美化个体形象的作用。在“脚一皮鞋一外界环境”这一体系中，皮 鞋为脚提供保护性的生存环境，其卫生性能和舒适度直接关系到人体脚部健康，且由于 脚与人体全身的血液循环、上呼吸道及内脏之间均有着十分密切的关系，根据中医学经 络理论，如果足部健康受到影响，则势必影响到呼吸道和内脏，从而引起胃疼、腰腿疼 等种种其它病症【1 l ，进而影响到人体全身的健康，由此可见，皮鞋与人体健康息息相关。 卫生性是指日用品在使用时不能影响人体健康和人身安全的质量特性l 。对于鞋产 品来说卫生性是指不能导致脚部疾病，也不能因此而影响到人体健康和人身安全。在鞋 腔内，帮面和底部件形成的微气候环境，由于材料和人体活动而具不同温湿度，它与脚， 外界环境之间不断地进行湿热交换，在交换过程中，鞋腔内形成各种微气候环境，赋予 成鞋不同程度的卫生性能唧。 研究表明，若鞋腔内微气候的温度在2 4 3 3 ，湿度在6 0 7 3 ，脚的皮肤温度在 2 8 3 3 时，人脚最为舒适；若温度过高则脚部开始出汗，过低则感觉凉；湿度若低于 4 j 0 则使脚燥热，若高于7 3 鞋腔内又会产生潮湿感。卫生性能良好的皮鞋能长时间的 保持鞋腔内干爽的微气候，使脚部皮肤自由呼吸，保证脚的健康；反之，卫生性能差的 皮鞋不易及时排出脚分泌的汗液，在鞋内形成潮湿的环境，易滋生霉菌，产生霉臭气而 患脚气病，而且脚部皮肤长期缺氧，会减弱体内的抵抗力，慢性病菌容易侵入体内，导 致支气管炎和感冒、关节炎等其他方面的疾病的产生，给人的工作和日常生活带来诸多 不便1 5 1 ，卫生性能的好坏直接决定着成鞋质量的好坏，因此皮鞋的卫生性能不容忽视。 7 0 年代以前，人们以能拥有皮鞋作为自己的目标，对皮鞋本身并无太多的要求；7 0 年代到9 0 年代间，人们普遍关注的是皮鞋的质量，购买时，大部分会以质量、价格为首 要考虑因素，这段时间对于皮鞋加工厂而言，他们更注重的是皮鞋物理性能，比如面料 的抗张强度、撕裂强度以及面料、底料的耐磨性等；9 0 年代始，人们对皮鞋的要求发生 了质的变化，从以前的着重注意实用性、安全性转移到要求美观性、时尚性l q ，随着经 济的发展，健康理念的深入人心，人们消费理念越来越成熟，在“脚一皮鞋一外界环境” 这一体系中，注重以人为本，追求健康成为时尚趋势，皮鞋的舒适卫生性能也越来越受 到重视，渐成为仅次于款式的主导消费者选购的重要因素，因此，从正逐步改变的消费 观念角度考虑，对皮鞋卫生性能进行研究和探讨都具有重要的意义和价值。 我国是全球最大的鞋业生产国、出口国和消费国，但是，我国的鞋类产品存在很大 陕西科技大学硕士学位论文 的问题，主要是产品附加值低、工艺设计水平低、产品研发投入少，这些问题严重影响 了我国鞋类产品的形象，使我国的鞋类产品一直处于以低价取胜的劣势地位，为提高皮 鞋出口地位，摘掉低档产品的帽子，就必须加大对皮鞋的设计水平、卫生性能、环保性 能等方面进行产品研发的力度，皮鞋的卫生性能是代表皮鞋穿着舒适与否的质量关键， 因此提高皮鞋的卫生性能是提高产品档次的一个重要方面，所以，对企业和销售而言皮 鞋的卫生性能更是不容忽视的一点，深入研究皮鞋卫生性能势在必行。 1 2 皮鞋卫生性能的影响因素 影响皮鞋卫生性能的因素包括鞋帮材料、鞋里材料、胶粘剂、主跟、内包头、鞋的 结构设计等。鞋帮材料很大程度上决定了皮鞋的卫生性能，随着科研力量的不断增强， 鞋面革、鞋里革等各种制鞋材料不断被开发，它一方面适应了消费多样化的需要，同时 也面临着能否使人脚舒适卫生的挑战。因为这些材料中含各种化学染料、助染剂、整理 剂、合成洗涤剂等，给人类带来了好处的同时，也给人体带来了污染。如有的染料中的 含有氨基和金属铬盐，对人体皮肤会造成刺激，甚至个别的还会产生病变；有些抗皱面 料的整理剂含有甲醛，如果含量超标，也会对人体造成伤害1 1 ，因此，本课题着重研究 材料对皮鞋卫生性能的影响。 1 2 1 鞋帮材料 制鞋常用的帮面材料有天然皮革、人造革、合成革、纺织材料等，其中天然皮革为 最主要的制帮材料。 叠天然皮革 由于不可能保证粒面的完美无瑕，用于制鞋的天然皮革大多为全粒面、修面革、磨 砂革等。一般的天然鞋面革都具有透水汽性及吸湿性，带有厚涂层的天然面革也可以通 过纤维吸湿，因而天然皮革仍是最好的帮面材料。 制鞋用天然皮革主要为牛皮、猪皮、羊皮i l l 。牛皮包括黄牛皮、水牛皮和牦牛皮三 种。黄牛皮的毛孔小，粒面细致、美观，部位差小，厚薄均匀，利用率大，抗张强度高； 水牛皮的毛孔稀疏、粗大，粒面粗糙，张幅大纤维编织疏松，弹性差；牦牛皮的毛孔密， 粒面比黄牛皮的稍粗，油脂含量高，纤维编织疏松，部位差较大，背部有虻眼等伤残。 羊皮分为绵羊皮和山羊皮两种，绵羊皮的粒面细致、光滑、皮薄，延伸性大，强度 较低，一般用于皮衣的生产；山羊皮的粒面较细致、光滑，纤维束较粗壮，编织紧密， 强度高，常用于女鞋生产。 猪皮毛孔粗大，三个一组，呈品字形排列，透气性好，纤维粗壮，编织紧密，强度 高，耐磨，部位差大。 除原料皮不同外，天然皮革由于加工工艺不同而呈现出各种时尚效果，如珠光效应 2 不同面料及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究 鞋面革、金属效应革、抛光效应革以及中性感十足的仿旧革、磨沙革、粗绒面革、带有 各种印花图案的漆皮革、擦胶革等鞋用材料，给制鞋行业不断地创造流行和时尚，从而 引领鞋业的不断发展和进步。但时尚的进步并不意味着材料性能的改进，如珠光革、漆 革、抛光革等等，染色和涂层均使其透气性、透水汽性下降，常会有掉漆、闷脚等消费 者投诉，所以，制革厂改进生产工艺的同时注重提高材料的卫生性能显得非常重要。 德国h e i d e n ne 研究1 9 1 证明，制革过程中使用的化学药品会在皮革纤维束内沉积，造 成厚度、弹性、吸水性、硬挺度、曲挠性的变化，所用的鞣剂、染料、i i i i 剂、填充剂 等化学材料都能与胶原纤维的肽链起反应，肽链长度对反应活泼性很有影响。 鞣制效果很大程度上取决于所用鞣剂的性质，制备鞣制裸皮的方法对鞣制过程和鞣 制的最后结果也有重要影响，并决定鞣剂粒子的渗透速度和深度、在真皮中按层分布、 半制品面积得率、固定鞣质量等，铬锆鞣制时，发生鞣剂粒子在微细胶结构中的分布特 点是鞣剂在小纤维表面沉积占优势，不在小纤维问间隙中沉积。底革一般采用植鞣法来 完成它的鞣制，植鞣过程是鞣液中的鞣质向皮内渗透并与皮内胶原结合的过程。因此， 用植鞣法鞣制的革，由于填充多，所以革身紧实，它的透气、透水汽性都不是很好。 皮革在加工过程中，要通过染色来增加革制品的花色品种，满足群众对各种色泽的 喜爱，因此，大多数轻革在鞣制后都要染色，各种时髦的颜色材质如亮红的漆皮、暗红 的反光材料等各种颜色的混合使用更加衬托出材质的个性魅力，灰色与象牙白色、宝石 蓝与赫色嵌花、冷棕色与紫色、黑色与暗棕色等种种引人注目的各种色调充分体现了高 贵与典雅，在轻薄柔软皮革面料衬托下甚至体现出绸缎般的感觉，一些经过特殊处理的 皮革在简洁流畅的款式中，体现带有上世纪6 0 年代怀旧气息的高雅格调，吸引着消费者 的目光，但在整个染色过程中，吸附、扩散、渗透、和固着是相互影响，相互交替的， 它是染料分子对革纤维的渗透与结合，物理作用与化学作用的总效应，由此可以看出， 皮革染色对其透气、透水汽性有着不容忽视的负面影响。 将具有乳化油脂能力的：i i i i n 配成乳液加入革内的操作，称为乳液加油或加脂。通 过加油和乳液加油使成革柔软而耐折，提高了成革的防水性和使用寿命，增加了成革的 光泽和美观。但是，加脂和乳液加油，增加了各种油脂的含量，而油脂的存在会影响成 革的孔率和透气性，一般来说，皮革的含油量愈高，其孔率愈小，透气性就愈差。 在轻革整理加工过程中，为了使革具有光泽，要对皮革进行抛光，抛光产生热效应 有利于底涂的成膜和与革的牢固粘着，这同样也降低了革的透气性。在轻革的整理和加 工过程中，还会对皮革进行熨平和压花，熨平的目的是使皮革全张平整，粒面细致，促 进涂饰剂成膜，提高革的光泽。压花的目的是在皮革面上形成各种各样的凸凹的花纹， 增加皮革的美观，同时掩盖皮革粒面上原有的一些缺陷，但是，熨平和压花在增加皮革 光泽、美观的同时，也降低了革的透气性、透水汽性。 陕西科技大学硕士学位论文 当成革的各项理化指标均达到要求时，一般要对其进行涂饰，以增加皮革的美观， 提高皮革的使用性能，遮盖皮革自身的缺陷，增加成革的花色品种，这就要用到涂饰剂。 皮革涂饰是用淋、揩、喷、辊、印等方法，将配制的涂饰剂覆盖于皮革表面上。涂饰剂 的卫生性能取决于涂层的种类、厚度、紧密度等。涂试剂的种类不同，透水汽性也不一 样，溶剂型涂饰剂形成的涂层的透水汽性比乳液型涂饰剂形成的涂层的差。熨烫、打光 增加了涂层的紧密度，也使涂层的卫生性能下降。革表面树脂填充对皮革透水汽性能有 一定影响，但是不太大，涂层太厚对革透水汽性影响相当大，涂层薄，透水汽性好，因 为薄的涂层穿着时易产生大量细小的裂纹。当裂纹小于5 叽m 时，人的视力分辨不清楚， 但是对透水汽性很有好处。相反，涂层厚，则形成细小裂纹困难，透水汽性差。通过以 上种种，我们不难看出，具有优秀卫生性能的皮层经过一系列的加工、整理、后整饰操 作，其卫生性能已经大打折扣了。 b 人造革 人造革材料主要指使用高分子聚合物、增塑剂、稳定剂和其他助剂组成的混合物， 涂覆在各种底基上再加工而成的，它是主要的皮革代用材料。由于表面涂层所用的聚合 物种类很多，常根据涂覆层所用聚合物的名称来命名。例如，低氮硝化纤维素人造革， 其特点是光亮、耐酸碱、耐油，其缺点是不耐老化、变脆变硬、色泽易变、卫生性能差； 泡沫聚氯乙烯人造革，由一层泡沫聚氯乙烯加在布基和薄的聚氯乙烯表面修饰层之间而 组成，泡沫聚氯乙烯人造革比一般聚氯乙烯人造革手感柔软，有较好的弹性、立体感强， 透气性有所改善【1 l l 。 人造革按结构可分为多层、双层、单层三种，按布基类型可分为用非织物做布基的 革料；具有织物和非织物两种布基的革料；用多层织物做布基的革料；用编结物做布基 的革料。常用的革料中。大多数是多层结构，根据用途而采用不同的结构形式，常在最 上层涂有一层很薄的修饰层，它除了修饰作用外，还可提高革料耐水性耐磨性。修饰层 下面是具有泡沫结构的面层，制造布基的纤维材料、编织方法、纤维密度和纤维粗细度 等都直接影响革料的物理机械性能。常用的纤维材料有棉、麻、粘胶纤维等。人造革 体轻、薄软，但其强度不如合成革，怕划伤，制成鞋帮后，鞋帮结构中应多加补强件且 透气和吸湿性能差l l 习，革料吸湿性能主取决于布基原材料的亲水性，而不是泡沫涂层。 并非所有的人造革卫生性能都差，有研究表明对以超细纤维为原料，以湿法成网的 针刺非织造布为基布的四种人造鹿皮和两种天然皮革的服用性能进行了测试和对比，如 透湿性、透气性、悬垂性、硬挺度、拉伸强力、顶破强力、撕破强力及耐摩擦色牢度， 并从微观结构进行了分析，结果显示：超细纤维人造麂皮的厚度比天然皮革均匀；服用舒 适性，包括透气性、透湿性可以达到或超过天然皮革；人造麂皮的悬垂性、刚柔性也与 天然皮革相似：耐用性方面，人造麂皮的断裂强力较天然皮革均匀，顶破强力低于天然 4 不同面科及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究 皮革；超细纤维人造麂皮具有良好的服用性能。 c 合成革 合成革是在人造革的基础上发展起来的，大部分以纺织布为底基，经过新型树脂浸 涂后，呈现立体交叉结构的仿革制品，外观好且柔软，主要用作时装式女鞋，特别是凉 鞋。中间夹一层薄泡沫，手感极软，但缝线处易断裂。另一种合成革以无纺布作底基， 是一种高强度的呈立体交叉结构的合成纤维，涂层以新型合成材料聚氨脂为主，通 过各种整饰，包括压上天然皮革花纹及采用起皱技术、染色技术，大大改善了外观，并 具有天然皮革的那种丰满、柔软的手感旧，加工性能比以织物为底基的有了根本的改进， 合成革与天然皮革相比具有质地均匀、外观美观、抗水性好、耐酸碱等特点，但卫生性 能较差，其制品穿戴不舒适，坚牢度低，不耐用易老化。 改进合成革的办法，是提高透水汽性和吸湿性，目前市场上供应的合成革的透水汽 性为每小时l 一2 m g c m 2 ，试验证明，在可比条件下，8 小明内天然皮革的吸湿性约为 8 - - l o m g c m 2 ，无纺物合成革约为0 5 一l m g c m 2 ，棉纺织物为1 1 5 m g c m 2 ，用聚已烯醇纤 维能提高吸湿性。 d 纺织面料 六十年代开始，纺织材料逐渐进入制鞋业，已代替部分天然革，尤其是近年来广泛 运用纺织材料制作鞋帮、鞋里、包头、以及其他鞋用部件，这由于纺织材料具有许多优 点，它柔软、延伸性及松弛性较好，透气性好，且耐磨耐刷洗，用纺织材料制作的鞋吸 湿性好，尤其是能排除脚掌中出来的湿气，保证了鞋内的卫生特性，但重量通常只有天 然皮革等材料的三分之一至二分之一。 鞋用纺织材料的品种是多种多样的，有天然纤维织成的绒布粗棉织品、普通帆布、 斜纹布等，有棉花与聚酯、粘胶、聚酰胺和聚丙烯，以及尼龙等合成纤维编织成的织物。 现在生产的用于鞋帮材料的聚乙烯材料，底基大部分用棉织物和无纺布，是多孔的塑料 粒面，有各种各样的花纹，具有光亮感和光滑感。涂覆聚乙烯的缺点与增塑剂有关，而 且缺少透气性，用它做成的鞋，穿着者脚掌部分积聚的汗液较多，引起脚掌损伤同时鞋 的部件易损坏，所以必须要有透气性，可给以穿孔。美国一家公司已研制出多孔透气聚 氯乙烯织物，据报道每平方厘米有小孔2 0 0 个左右。 1 2 2 鞋里材料 常用的鞋里材料有皮革、合成革、纺织材料等，皮里革用材料包括头层里革、二层 里革、毛里革，头层里革指带粒面革，具有薄软、平整、细致等特点；二层里革指不带 粒面里革，其强度较低于头层里革，用于受力较小的位置；毛里革常用于防寒靴鞋里革， 毛长而细，底绒丰满，毛绒附着牢固，保暖性好，皮板柔软，制鞋生产中一般用猪二层， 它的孔率较大，透气、透水汽性良好，但染色后的卫生性能就显得逊色很多：合成革材 陕西科技大学硕士学位论文 料的卫生性能不是很优秀；用纺织材料制作的鞋里，不仅透气、透水汽性较好，而且能 排除脚掌中出来潮气，保障了鞋的卫生性能。 1 2 3 胶粘剂 在鞋业生产中，要大量使用胶粘剂来完成帮面粘合、帮底粘合、帮脚粘合。用于帮 里粘合、补强衬布粘合、折边、折沿口、部件镶接等操作的胶统称帮面胶，这些操作对 粘接强度要求不高，早期生产常用淀粉胶，现在汽油胶已取代了淀粉胶，成为帮面胶的 主要使用品种，另外，皮鞋样板制作中的贴楦、粘贴样板也常用汽油胶，汽油胶即天然 橡胶胶粘剂，是天然橡胶与1 2 矿汽油以5 ：9 5 的比例配制而成的，其初粘强度高，但只起 暂时固定作用，不能做永久粘贴，因此能满足制帮操作的需要，是制帮过程中使用范围 最广的一种胶粘剂。 帮面胶也包括热熔胶和氯丁胶，热熔胶在粘衬里中使用较多。在一些材质较硬难以 折边的生产操作中也使用氯丁胶，如需折边的部位很窄或女鞋花结与帮面的粘贴，用汽 油胶不易固定，则需用氯丁胶粘合以保证胶粘强度。 合底胶是各种鞋中最重要且要求最高的一种胶，在穿着使用过程中，跖趾关节部位 的不断弯曲受力，要求帮底结合必须十分牢固，最终粘合强度9 0 0 时剥离强度应大于或 等于5 4 n c 1 1 1 “ ，否则易出现开胶现象；其次，它需要有良好的初粘强度。外底和鞋底 面的粘合虽在压力下进行，但时间极短，一般要求1 0 s 左右、如果初粘力不足，会导致 鞋底反弹开胶；第三，有较短的粘合发展时间。即在较短时间内达到最大粘合强度：第 四，胶膜须有良好的耐温性能，如果胶膜的耐寒性能不好，就会产生脆裂，相反如果耐 热性不好，会产生脱胶；第五，胶膜有良好的耐弯曲性能。一双鞋在穿用过程中要承受 数以百万次的弯曲，而且是在大约0 2 m p a 的应力作用下进行，如果胶膜不柔软，粘合 力不够，就必然开胶。 目前所使用的合底胶均属于溶剂型胶，如氯丁胶、接枝氯丁胶、聚氨酯胶及改性s b s 胶等。欧美国家主要用聚氨酯胶，我国主要以氯丁胶、按枝氯丁胶、聚胺脂胶为主，其 中氯丁胶约占3 0 ，接枝氯丁胶为4 0 ，聚氨酯胶3 0 1 , t j 。从使用范围看，深色皮鞋帮 面与深色橡胶底多用氯丁胶、浅色帮面与橡胶底或其他底材结合多用接枝氯丁胶，p u 或p v c 帮底连接则以聚氨酯胶为主。 绷帮胶是指在绷帮操作拉伸过程中，用绷帮胶把鞋帮脚固定在鞋楦的内底板上，使 鞋帮套紧贴楦型，完成定型作用。绷帮胶有氯丁乳胶、溶剂型氯丁胶或热熔胶等。 鞋用胶粘剂按其形态可分为溶剂胶、热熔胶、水基胶、反应型胶四种，目前，国内 鞋用胶粘剂特别是合底胶仍以第二代为主，均为溶剂胶，其优点是使用方便、粘接强度 高、价格低廉，因此深受鞋业界欢迎，但它同时存在严重的环境污染问题，且会严重伤 害操作人员的身体健康，国家环保部门己高度关注这一问题，并己明令禁用“含三苯胶 6 不同面料及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究 水”，因此，第三代“无三苯”胶粘剂的开发和应用己逐渐推广成为趋势。近年来陆续出 现了无“三苯”聚氨酯胶，即采用酮类、酯类等混合溶剂，毒性是降低了，但问题没有 得到根本解决m 。 胶粘剂的主要组成有：粘料、固化剂、增塑剂、填充剂、溶剂等。为了满足某些特 殊使用要求，有的还要加入一些改性剂或其他配合剂。对一种胶粘剂而言，不一定都含 有这几种组分，有的可能多达十几种，这些主要由胶粘剂的性能和用途来决定。在粘结 过程中，胶粘剂分子经过润湿、移动、扩散和渗透等作用，逐渐向被粘物表面靠近。当 胶粘剂分子与被粘物表面分子间的距离小于0 5 u m 时，胶粘剂就能与被粘物产生物理、 化学结合，即产生粘接力。粘接力是胶粘剂与被粘物表面之间通过界面相互吸引和连接 作用而产生的力。粘接力的来源是多方面的，它包括机械作用力、分子间力和化学键力。 在制鞋生产中，胶粘剂分子渗透进被粘物表面，在两个被粘物间形成一层致密的胶膜， 这就对脚汗和热量的排出产生一定的阻碍作用，从而影响了皮鞋的卫生性能。 1 2 4 主跟、内包头 在鞋业生产中，用主跟和内包头来完成鞋后跟部位鞋面与鞋里之间的定型和支撑作 用，常用的主跟和内包头材料有：天然底革、合成底革以及热活化型三类。另外，化 学片是最常见的主跟、内包头材料。目前，主跟、包头材料分为四大类：溶剂型材料、 热熔材料、包头压制材料、壳状材料等。 在“制鞋王国”意大利，几乎全部鞋厂都在使用再生革主跟。同样，除意大利外， 许多欧洲著名女鞋制造商也使用这种主跟。由于再生革是由天然皮革纤维和其他天然材 料制成，所以，它的主要特性就是吸湿和排湿性强，有效的避免了因鞋腔湿度大造成的 不舒适和鞋自身的损坏。 1 2 5 结构设计 西德斯图加特的制鞋人员魏纳瓦尔特认为：鞋由于楦型比例不当，结构设计不合 理，从而损害人类的健康。特别是不合理的鞋，使人脚产生很多疵病。为了证明这一点， 曾对1 4 0 0 0 名婴儿进行调查，其中只有极少数婴儿是畸形脚，其他均为正常足，一般在 周岁后开始穿幼儿鞋，不久即发现8 0 9 6 的幼儿脚和腿受到严重损害，但只需穿几天合理 的鞋即可恢复，因为幼儿的脚比成人容易纠正。成人就没有这么快，严重者必须动手术。 由于鞋不合适而引起的脚病有：平脚、高弓脚、鸡眼、冻疮、膝关节病、拇趾僵硬等。 鞋的用料和结构会积累湿气并影响微生物环境，是影响皮鞋卫生性能的主要因素 2 0 l 。 要提高鞋类的卫生性能，除了从材料方面考虑外，还可以从鞋的结构方面来考虑：将鞋 帮面开设许多小孔，让鞋内的湿热气体尽快散发出去，这是最为简单的一种方式；在鞋 底的侧面开设许多小孔，并使之与内底连通，这样，被脚底板加热的空气就会被从侧面 进入的相对较冷的空气不断置换，而降低鞋内温湿度，若是高度吸湿的内底材料，再加 7 陕西科技大学硕士学位论文 上这一自然通风的结构会取得更好的效果1 2 1 l 。 综上所述，鞋用材料和结构设计都会对成鞋的卫生性能产生极大影响。在鞋类产品 的生产过程中，鞋的帮面材料要和不同的鞋里以及不同胶粘剂来组合搭配，而它们都会 对皮革的卫生性能造成很大的影响，有些材料使用不当甚至会造成卫生性能的丧失，严 重损害人体的健康，本课题的研究对象以鞋面革和胶粘剂等制鞋材料为主，旨在通过对 影响皮鞋卫生性能的材料因素方面进行试验比较，通过研究检测不同原料及胶粘材料等 对皮鞋鞋帮等部位的透气性、透水气性、吸湿性、保温性、抗菌性等相关性能的影响， 为合理选择使用鞋材提供一定的数据基础和理论指导。 1 3 本课题的研究进展 由于皮鞋卫生性能不仅受制鞋材料、鞋的结构设计等诸多因素影响，而且它与个体 使用状况、气候等也有关系，因此，皮鞋卫生性能是一个很复杂的概念，近年来人们对 鞋的生态性能、健康卫生性能的要求日益增多，对鞋腔内的卫生性能的要求大大的提高， 尽管消费者对皮鞋卫生性的要求越来越多，但国内对鞋面革、成鞋卫生性能的检测暂无 量化指标，也无参考标准和规范，学术界关于这方面的综合研究微乎其微，即便是有这 方面的研究，也大多是从某一个侧面进行的单项研究，大部分集中在对材料的透气性、 透水汽性、吸湿性的影响因素分析上，对保温性、耐菌性的研究较少涉及。另一方面， 在对卫生性能的研究上，由于纺织业历史悠久，已形成比较完善的检测系统，因此，借 鉴服装纺织行业的评定方法，对研究皮革的卫生性能具有参考价值，有利于我们逐步建 立和完善这一体系。 1 3 1 服装卫生性能的描述与表征 服装的卫生性能是服装材料的重要服用性能之一。它包括人体穿着服装时的舒适性 和安全防护性。与服装舒适性有关的性能是吸湿性、透水性、透气性、保温性、导热性 等；与安全防护性有关的性能是皮肤的防伤害性、防虫蛀性、防霉、耐菌性及抗静电性 和防污性等。在服装领域，对各种服用性能分析得已相当成熟。 吸湿性、透水性是服装材料重要的卫生指标。服装材料放置在空气中吸收水分的性 能称为吸湿性。吸湿性主要取决于纤维的性质，但因纱线的加工方法或材料的织法不同， 吸湿性也有不同程度的变化。透水性则是指水分穿过布层的性能。一般情况下，人体皮 肤表面的湿度比外界空气高，所以人体皮肤表面的水分穿过布扩散到外界空气中，如果 扩散不充分，就产生不舒服的感觉。 服装材料的吸湿性会影响其许多性能发生变化，湿度增加会使材料的刚性下降，断 裂伸长增加，导电性增大等，最重要的是影响穿着的舒适感，因此有必要测试其含湿量。 服装材料吸湿性通常用回潮率和含水率指标表示。回潮率是指材料的湿重减干重与干重 的比率；含水率是指湿重减干重与湿重的比率。可用烘箱法和电阻测湿仪分别得到回潮 8 不同面科及胶粘剂对皮鞋帮面卫生性能影响的研究 率与含水率。 服装材料的透湿性可用一定湿度( 或蒸汽压) 差下，单位时间内穿过单位面积布的 水分量表示。采用织物透水性试验机进行测量。透湿性的相反指标为防水性。因此它在 衣着上或工业上均有其重要意义，既可用做雨衣、帐篷，又可用做滤布。 透气性也是服装材料重要的卫生指标，它是指当织物两侧存在一定的压力差时，空 气透过织物的能力，它的作用在于排出衣服内积蓄的二氧化碳和水分等，使新鲜空气透 过。根据透气的大小，服装材料可分为易透气、难透气和不透气三种。影响服装材料透 气性的主要因素有纤维的性质、织物组织结构及吸水作用。 保暖性是冬季服装不可缺少的重要性能，它是指织物在有温差存在的情况下，防止 高温方向低温方向传递热量的性能。常用指标保暖率、导热系数、克罗值、热阻、绝热 指数、织物冷暖感等表示1 2 3 1 。服装材料保暖主要是织物内部含有的静止空气起作用，因 为静止空气是最好的热绝缘体，导热系数很小，而纤维的种类对织物的保暖性影响不大， 因此影响服装材料保暖的关键因素是织物厚度，使用纺织品保暖性能测试仪可测定服装 材料的保暖性能，得到指标保暖率。 服装材料放置于潮湿的环境中会遭受微生物的侵蚀，而发生霉臭、变色、脆化现象， 甚至使厚度和质量减小驯，通常将服装材料抵抗微生物侵蚀破坏的能力称为防霉、耐菌 性：对羊毛织物则是抵抗虫蛀食的能力，称为防虫蛀性。服装材料的防霉菌、防虫蛀性 与纤维的性质、纱线的捻度及织物后整理等有关。通常认为表示纺织品抗腐、防霉、防 蛀特性的最可靠和关键的试验，是将织物完全曝露在将被使用处的气候环境中，但这种 试验方法处理时间很长，不能很快得到结论，因此，实际使用中，常用生物测试和化学 测试两种方法来代之评估。传统的生物测试方法是在有控制的条件下，将需测试的纺织 品试样与经挑选的虫蛀、霉变、菌破坏试样接触，然后评定测试试样所遭受的损伤程度， 如测定试样的失重、强度的损失，目测蛀洞大小及织物受霉变色情况等。化学方法可测 定织物上存在的防蛀、