成鞋水气渗透、吸收检测方法及设备的探讨

卓俊杰

(莆田市产品质量检验所,福建莆田 351100)

成鞋水气渗透、吸收检测方法及设备的探讨

卓俊杰

(莆田市产品质量检验所,福建莆田 351100)

为了评定成鞋水气渗透、吸收性能,通过对目前国内外常见的各类水气渗透、吸收性能试验方法、原理的分析,根据经济实用及结果可重现性好的原则,研究出符合生产实际的检验方法。探讨出合格的参数,并试试制出通用试验装置,以解决目前国内外成鞋无水气渗透及吸收的检测方法问题。

成鞋 水气 渗透 吸收 检测

1 引言

当前,鞋类产品的健康安全性能已成为衡量鞋类产品质量的重要指标。舒适性是鞋类健康安全性能的一个最重要组成部分,鞋的舒适性是指消费者在穿着过程中对鞋所产生的各种性能的综合评价,其中鞋腔内部的湿热度是影响成鞋舒适性的最重要因素之一。湿热度主要由水气渗透及吸收性能决定的,由于目前国内外对成鞋水汽渗透及水气吸收的测定研究非常少,检测方法及设备处于空白阶段,衡量成鞋的水汽渗透性及水气吸收已经成为了一个公认的难题。

2 现状

目前国内外仅对鞋材的水汽渗透和水汽吸收进行研究和试验,我国修改采用该标准的GB/T 20991-2007《个体防护装备鞋的测试方法》。国际标准ISO20344：2004、ISO17699：2003以及我国GB/T20991-2007和QB/T1811-1993四个标准都是对鞋材的水汽渗透进行测试,标准得到世界鞋业界内外的认可。

3 方法的分析研究

本文所研究的水气渗透及吸收方法是参考ISO20344：2011、ISO17699：2003以及我国GB/T20991-2007和QB/T1811-1993四个标准制订的。成品鞋生产过程是由多种鞋材结合,要经过数十道生产工艺,原材料的水汽渗透性经过多种工艺后多数产生变化,组合制造成的帮面水汽渗透性也相应改变,况且成鞋的水汽渗透性能与本身的款式、结构等也存在密不可分的关系。笔者认为成鞋水汽渗透的试验环境和设备条件应与鞋材水汽渗透的试验环境条件相同,才能够准确找出成鞋在加工中水汽渗透变化的情况,ISO20344：2004、ISO17699：2003、GB/T20991-2007和QB/T1811-1993四个标准的试验环境均为温度23℃,相对湿度50%;风扇是90mm×75mm,转速为(1400±100)转/分,吸湿条件均为将干燥过的硅胶称量,装进测试瓶内,瓶口直径为30mm±1mm,试验结束后将硅胶称量,硅胶增加的质量,即是鞋材的水汽渗透量;试样中硅胶使用量略有区别,除QB/T 1811规定为59g,其它均为半瓶。在试样安装上：ISO20344和GB/T 20991规定对着脚的一面朝外,ISO17699规定,如用于评定鞋子帮面材料的渗透性能,即最靠近脚的面朝上,QB/T181规定将试样正面向内固定在瓶口上,四个标准都是模拟成鞋水蒸气要从鞋腔内向外渗透的试验过程,其都是测试水汽从材料反面向正面渗透的性能。

4 检测方法的确定

通过对各方资料的收集研究,并通过大量试验,笔者最终确定了检测方法的原理为：(一)水汽渗透检测方法原理：利用硅胶的吸水性,将试样放置在恒温恒湿条件下,在鞋腔内通入湿气,经过规定的时间,通过硅胶的吸水量,评价成鞋的水汽渗透性能。(二)水汽吸收检测方法原理：试样在恒温恒湿条件下放置规定的时间,测量试验前后的试样重量变化,计算试样重量变化量,来评价整鞋水汽吸收性能。

5 试验装置

根据确定的方法原理,笔者试制出该方法所需使用的试验装置,工作尺寸大于(500×500×500)mm的试验箱,试验箱温度可调至(23±2)℃,相对湿度(50±5)%。内有直径为350mm,转速(75±5)r/min的托盘及扇叶尺寸90mm×75mm,转速(1400±100)r/min的风扇;称重采用量程≥1000g,精度为0.01g的天平;计时器采用至少量程为8h以上,精度为0.1h;吸水硅胶采用颗粒直径约为2mm的吸水变色硅胶,使用前先在120±5℃烘箱中烘干16h后,移至干燥密闭容器中冷却6h。硅胶可在密闭容器中保持几天,最为代表性是可通过硅胶自身的颜色变化来判断其干燥与否干燥的时候显兰色,浸透的时候显粉红色或无色。另外须配有直径为3mm的不锈钢钢珠及量程为1000mL,精度为1mL量杯。

6 试验程序及结果表达

水汽渗透率试验：测量鞋腔体积后,称量安放硅胶,装入专用密封袋内后置于鞋帮两侧,用热塑膜将试样及专用密封袋密封。后将鞋统口处热塑膜开口,用双面胶布将鞋统口边热塑膜粘牢。将试样固定在标准要求环境试验箱的转盘上,试验装置以(75±5)r/min的速度转动,风扇对准鞋统口以(1400±100)r/min与试样反方向转动。试验时间为(8±0.1)h;结束后迅速将试样内的硅胶倒出称重,精确到1mg。结果采按公式计算,式中W3：水汽渗透率,单位为毫克每小时每立方厘米(mg/cm3·h),M1：干燥硅胶初始质量,单位为毫克(mg);M2：验后硅胶质量,单位为毫克(mg);V1：试样鞋腔体积,单位为立方厘米(cm3);h：试验时间,单位为小时(h)。

水汽吸收率试验：将试样称重,精确到0.01g,将专用水盆放进鞋腔内,向专用水盆内注入一定量的蒸馏水,蒸馏水不得外溅。用热塑膜对试样进行密封,防止漏气。在试验温度为23℃±2℃,相对温度为(50±5)%的试验条件下进行试验,试验时间8h。试验结束,打开热塑密封膜,取出专用水盆,称量试验后的试样重量,精确到0.01g。结果按计算,式中：W1：水汽吸收率,单位为毫克每立方厘米(mg/cm3);M1：试验前试样质量,单位为毫克(mg);M2：试验后试样质量,单位为毫克(mg);V2：试样鞋腔体积,单位为立方厘米(cm3)。

7 结语

本文所研究的试验方法及试验装置已在笔者所在单位及多个检测机构、鞋企的投入使用,经实践证明,该方法及样机能满足水气渗透及吸收性能检测,是一种操作简便、测试成本低廉,结果重现性好的测试方法,普遍受到用户的好评,该方法目前也已正式写入《成鞋水汽渗透和水汽吸收试验方法》福建省地方标准的报批稿中。

[1]GB/T 2703-2008.鞋类术语[S].北京：中国标准出版社,2008.

[2]GB/T 20991-2007.个体防护装备鞋的测试方法[S].北京：中国标准出版社,2007.