成鞋水氣滲透、吸收檢測方法及設備的探討

卓俊杰

(莆田市產品質量檢驗所,福建莆田 351100)

成鞋水氣滲透、吸收檢測方法及設備的探討

卓俊杰

(莆田市產品質量檢驗所,福建莆田 351100)

為了評定成鞋水氣滲透、吸收性能,通過對目前國內外常見的各類水氣滲透、吸收性能試驗方法、原理的分析,根據經濟實用及結果可重現性好的原則,研究出符合生產實際的檢驗方法。探討出合格的參數,并試試制出通用試驗裝置,以解決目前國內外成鞋無水氣滲透及吸收的檢測方法問題。

成鞋 水氣 滲透 吸收 檢測

1 引言

當前,鞋類產品的健康安全性能已成為衡量鞋類產品質量的重要指標。舒適性是鞋類健康安全性能的一個最重要組成部分,鞋的舒適性是指消費者在穿著過程中對鞋所產生的各種性能的綜合評價,其中鞋腔內部的濕熱度是影響成鞋舒適性的最重要因素之一。濕熱度主要由水氣滲透及吸收性能決定的,由于目前國內外對成鞋水汽滲透及水氣吸收的測定研究非常少,檢測方法及設備處于空白階段,衡量成鞋的水汽滲透性及水氣吸收已經成為了一個公認的難題。

2 現狀

目前國內外僅對鞋材的水汽滲透和水汽吸收進行研究和試驗,我國修改采用該標準的GB/T 20991-2007《個體防護裝備鞋的測試方法》。國際標準ISO20344：2004、ISO17699：2003以及我國GB/T20991-2007和QB/T1811-1993四個標準都是對鞋材的水汽滲透進行測試,標準得到世界鞋業界內外的認可。

3 方法的分析研究

本文所研究的水氣滲透及吸收方法是參考ISO20344：2011、ISO17699：2003以及我國GB/T20991-2007和QB/T1811-1993四個標準制訂的。成品鞋生產過程是由多種鞋材結合,要經過數十道生產工藝,原材料的水汽滲透性經過多種工藝后多數產生變化,組合制造成的幫面水汽滲透性也相應改變,況且成鞋的水汽滲透性能與本身的款式、結構等也存在密不可分的關系。筆者認為成鞋水汽滲透的試驗環境和設備條件應與鞋材水汽滲透的試驗環境條件相同,才能夠準確找出成鞋在加工中水汽滲透變化的情況,ISO20344：2004、ISO17699：2003、GB/T20991-2007和QB/T1811-1993四個標準的試驗環境均為溫度23℃,相對濕度50%;風扇是90mm×75mm,轉速為(1400±100)轉/分,吸濕條件均為將干燥過的硅膠稱量,裝進測試瓶內,瓶口直徑為30mm±1mm,試驗結束后將硅膠稱量,硅膠增加的質量,即是鞋材的水汽滲透量;試樣中硅膠使用量略有區別,除QB/T 1811規定為59g,其它均為半瓶。在試樣安裝上：ISO20344和GB/T 20991規定對著腳的一面朝外,ISO17699規定,如用于評定鞋子幫面材料的滲透性能,即最靠近腳的面朝上,QB/T181規定將試樣正面向內固定在瓶口上,四個標準都是模擬成鞋水蒸氣要從鞋腔內向外滲透的試驗過程,其都是測試水汽從材料反面向正面滲透的性能。

4 檢測方法的確定

通過對各方資料的收集研究,并通過大量試驗,筆者最終確定了檢測方法的原理為：(一)水汽滲透檢測方法原理：利用硅膠的吸水性,將試樣放置在恒溫恒濕條件下,在鞋腔內通入濕氣,經過規定的時間,通過硅膠的吸水量,評價成鞋的水汽滲透性能。(二)水汽吸收檢測方法原理：試樣在恒溫恒濕條件下放置規定的時間,測量試驗前后的試樣重量變化,計算試樣重量變化量,來評價整鞋水汽吸收性能。

5 試驗裝置

根據確定的方法原理,筆者試制出該方法所需使用的試驗裝置,工作尺寸大于(500×500×500)mm的試驗箱,試驗箱溫度可調至(23±2)℃,相對濕度(50±5)%。內有直徑為350mm,轉速(75±5)r/min的托盤及扇葉尺寸90mm×75mm,轉速(1400±100)r/min的風扇;稱重采用量程≥1000g,精度為0.01g的天平;計時器采用至少量程為8h以上,精度為0.1h;吸水硅膠采用顆粒直徑約為2mm的吸水變色硅膠,使用前先在120±5℃烘箱中烘干16h后,移至干燥密閉容器中冷卻6h。硅膠可在密閉容器中保持幾天,最為代表性是可通過硅膠自身的顏色變化來判斷其干燥與否干燥的時候顯蘭色,浸透的時候顯粉紅色或無色。另外須配有直徑為3mm的不銹鋼鋼珠及量程為1000mL,精度為1mL量杯。

6 試驗程序及結果表達

水汽滲透率試驗：測量鞋腔體積后,稱量安放硅膠,裝入專用密封袋內后置于鞋幫兩側,用熱塑膜將試樣及專用密封袋密封。后將鞋統口處熱塑膜開口,用雙面膠布將鞋統口邊熱塑膜粘牢。將試樣固定在標準要求環境試驗箱的轉盤上,試驗裝置以(75±5)r/min的速度轉動,風扇對準鞋統口以(1400±100)r/min與試樣反方向轉動。試驗時間為(8±0.1)h;結束后迅速將試樣內的硅膠倒出稱重,精確到1mg。結果采按公式計算,式中W3：水汽滲透率,單位為毫克每小時每立方厘米(mg/cm3·h),M1：干燥硅膠初始質量,單位為毫克(mg);M2：驗后硅膠質量,單位為毫克(mg);V1：試樣鞋腔體積,單位為立方厘米(cm3);h：試驗時間,單位為小時(h)。

水汽吸收率試驗：將試樣稱重,精確到0.01g,將專用水盆放進鞋腔內,向專用水盆內注入一定量的蒸餾水,蒸餾水不得外濺。用熱塑膜對試樣進行密封,防止漏氣。在試驗溫度為23℃±2℃,相對溫度為(50±5)%的試驗條件下進行試驗,試驗時間8h。試驗結束,打開熱塑密封膜,取出專用水盆,稱量試驗后的試樣重量,精確到0.01g。結果按計算,式中：W1：水汽吸收率,單位為毫克每立方厘米(mg/cm3);M1：試驗前試樣質量,單位為毫克(mg);M2：試驗后試樣質量,單位為毫克(mg);V2：試樣鞋腔體積,單位為立方厘米(cm3)。

7 結語

本文所研究的試驗方法及試驗裝置已在筆者所在單位及多個檢測機構、鞋企的投入使用,經實踐證明,該方法及樣機能滿足水氣滲透及吸收性能檢測,是一種操作簡便、測試成本低廉,結果重現性好的測試方法,普遍受到用戶的好評,該方法目前也已正式寫入《成鞋水汽滲透和水汽吸收試驗方法》福建省地方標準的報批稿中。

[1]GB/T 2703-2008.鞋類術語[S].北京：中國標準出版社,2008.

[2]GB/T 20991-2007.個體防護裝備鞋的測試方法[S].北京：中國標準出版社,2007.