CC BY
38
УДК 685.345
Л. Ю. Махоткина, Т. В. Жуковская, Р. М. Галялутдинова Г. И. Рахимова
СОВРЕМЕННАЯ СПЕЦИАЛЬНАЯ НЕФТЕЗАЩИТНАЯ ОБУВЬ И ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Ключевые слова: специальная обувь, нефть, нефтезащитная обувь, свойства, материалы.
В структуре обуви специального назначения особую роль играет нефтезащитная обувь, которая должна обеспечивать высокую степень защиты рабочих от контакта с сырой нефтью, а также защищать стопы людей от неблагоприятных физических и химических воздействий. В данной статье проводится анализ существующих конструкций и современных полимерных материалов для нефтезащитной обуви, способных придать готовому изделию необходимые показатели гигиенических, эргономических и эксплуатационных свойств.
Keywords: special footwear, oil, oilproof footwear, properties, materials.
The structure of special footwear a special role plays oilprooffootwear, which should provide a high degree ofprotec-tion of workers from exposure to crude oil, as well as to protect the foot from adverse physical and chemical effects. This article analyzes the the existing structures and advanced modern polymeric materials for oilproof footwear, capable of giving the finished product the necessary indicators hygiene, ergonomics and performance properties.
По данным Центрального диспетчерского управления топливно-энергетического комплекса Российской Федерации (ЦДУ ТЭК РФ), на 2014 год, Россия добывает в год около 520 млн. тонн нефти, занимая тем самым одну из лидирующих позиций по добыче нефти. Разработанная энергетическая стратегия России на период до 2030 г. предполагает увеличение добычи нефти к 2030 г. в России до 530535 млн. тонн, что формирует существенный прирост рабочей силы в сфере нефтедобывающей промышленности [1].
Нефть добывается в основном в восточной части Российской Федерации, в суровых климатических условиях. Защиту рабочих нефтедобывающих отраслей от контакта с сырой нефтью, нефтепродуктами, щелочами, пониженных температур и рисков возгорания обеспечивает специальная одежда и обувь, выполненная из различных полимерных материалов, сформированных в теплозащитный пакет, покрытый на отдельных участках нефтезащитными накладками.
Специальная обувь, предназначенная для защиты рабочих нефтедобычи, должна обладать не только теплозащитными, ударозащитными, химо-стойкими свойствами, но и эксплуатационными, эргономическими и гигиеническими свойствами, поскольку рабочий находится в обуви в период до 9 часов [2].
Выполнение данных условий достигается при использовании современных материалов, а также наличием определенных особенностей в конструкции обуви.
К основным конструктивным особенностям современных моделей нефтезащитной обуви можно отнести:
- наличие глухого клапана (язычка);
- наличие блочек, крючков и пряжек из пластических масс или цветных металлов;
- наличие шнуровки или ремней, позволяющих фиксировать необходимый обхват голенища;
- наличие металлического подноска для защиты от ударов;
- наличие мягкого канта;
- изготовление подкладки в виде чулка, плотно облегающего ногу.
Нефтезащитная обувь состоит из многих деталей, каждая из которых предназначена для выполнения определенных функций. В зависимости от этого, в обуви для изготовления различных деталей применяют следующие материалы: натуральная, искусственные и синтетические кожи, натуральный и искусственный мех, а также резины, полиуретаны (ПУ), термоэластопласты (ТЭП), нитрил, различные клеи и т.д. [3] Комплект материалов, из которых может состоять изделие, представлен на рисунке 1.
Рис. 1 - Комплект материалов, из которых может состоять изделие
В соответствии с ГОСТ 12.4.137-2001 «Обувь специальная кожаная для защиты от нефти, нефтепродуктов, кислот, щелочей, нетоксичной и
взрывоопасной пыли. Технические условия» нефте-защитную обувь можно классифицировать по применяемым деталям верха обуви на две большие группы:
- с верхом из натуральных материалов;
- с верхом из искусственных и нетканых материалов.
Наилучшими материалами для верха обуви являются натуральная кожа и текстильные материалы. Но развитие промышленности, совершенствование методов конструирования и технологии производства позволяют широко применять для изготовления деталей верха обуви искусственные и синтетические материалы, которые не ухудшают гигиенические свойства готового изделия.
Для верха спецобуви применяются плотная хромовая кожа, юфтевая кожа хромового или хро-морастительного дубления. К недостаткам натуральных кож можно отнести их намокаемость и способность пропускают воду - юфть в меньшей степени, хромовая кожа в большей. Гидрофобность натуральных материалов достигается введением в них специализированных водоотталкивающих веществ, на основе водонерастворимых жиров, смол, восков, силиконов и т. д.
Голенища сапог и берцы ботинок и полусапог не соприкасаются напрямую со стопой, вследствие этого требования гигиеничности к ним не столь высоки. В связи с этим, данные детали верха обуви могут изготавливаться из искусственных кож - кирзы, шарголина, винилискожи. Основным преимуществом искусственных кож является их водонепроницаемость, но, к сожалению, их покрытие недостаточно устойчиво к действию нефтепродуктов, а также некоторых органических растворителей, таких как ацетон, бензин, дихлорэтан и т. д.
В некоторых моделях спецобуви все детали верха выполнены из современного материала - ткани «Cordura». Она изготавливается из структурной нейлоновой нити, и затем покрывается полиурета-новым слоем, что придает материалу следующие свойства: морозостойкость (верх обуви не дубеет и не ломается на холоде), стопроцентную водонепроницаемость, маслобензостойкость и кислотощелоче-стойкость.
Внутренние детали обуви представлены деталями подкладки. Они находятся в постоянном контакте со стопой и обеспечивают необходимый внут-риобувной микроклимат. Подкладочные материалы должны обладать способностью к поглощению и выводу потоотделений стопы, быть паропроницае-мыми, фунгицидными, химически безвредными и неэлектризуемыми.
В современных моделях нефтезащитной обуви в качестве материала подкладки применяют:
- натуральный мех;
- искусственный мех;
- современный нетканый материал Спан-бонд (Spanbond), обладающий высокими показателями гигроскопичности и износоустойчивости к истиранию;
- Холлофайбер или Тинсулейт - качественные нетканые теплоизоляционные материалы для спецобуви;
- текстильный материал «СатЬге11е»;
- фольгу, в качестве одного из слоев вкладной стельки.
Спанбонд - полипропиленовый нетканый материал, состоящий из непрерывных тонких нитей, которые вытягиваются в воздушном потоке и, укладываясь на движущийся транспортер, образуют текстильное полотно. Нити на сформированном полотне впоследствии скрепляются различными способами [4]. К основным преимуществам данного материала относят следующие свойства: дешевизна, прочность, воздухопроницаемость, термоустойчивость, способность удерживать тепло и пропускать влагу.
Холлофайбер - это нетканый материал, состоящий из полых термоскрепленных волокон полиэстера (полиэфира) в форме пружин. Важная особенность данного материала состоит в вертикальном расположении его волокон, что придает ему формо-устойчивость. К положительным свойствам данного материала можно отнести следующие: экологическая безопасность, нетоксичность, высокая способность сохранять форму, износостойкость, обеспечение теплоизоляции [4].
Тинсулейт - волоконный материал, который состоит из микроволокон, диаметром от 2 до 10 микрон. Вокруг каждого волокна находится слой воздуха, который улавливает тепло и сохраняет его. Благодаря этому, тинсулейт обеспечивает высочайшую степень защиты от холода, обладает термоизолирующими свойствами, легкостью, долговечностью [4].
Текстильный материал «СатЬге11е» - стойкий к истиранию, воздухопроницаемый, обладает высокими санитарно-гигиеническими, антибактериальными и противогрибковыми свойствами.
Вкладная стелька изготавливается из различных материалов: кожа, мех, нетканые материалы, в некоторых случаях материалу придаются гидрофобные свойства, что позволяет ноге оставаться сухой. Использование в качестве одного из слоев вкладной стельки такого материала, как фольга, обеспечит обуви теплозащитные свойства, поскольку фольга предотвращает потерю тепла. Тонкий металлический слой не пропускает холод и препятствует теплоотдаче.
Для защиты стопы от неблагоприятных физических, химических воздействий и в соответствии с нормативными документами, низ специальной обуви (подошва, каблук) изготавливают, в основном, из:
- непористой (монолитной) или пористой
резины;
- термоэластопласта;
- полиуретана;
- нитрила.
Из непористой резины получают готовые формованные детали, необходимого профиля и периметра. Пористые резиновые детали вырубают (штампуют) из пластин. Подошвенная резина проч-
ная и изностойкая, имеет высокие показатели водостойкости и сцепления с поверхностью грунта
Из полимерных материалов низ специальной обуви изготовляется, в основном, литьевым методом. Термоэластопласт, полиуретан, нитрил обладают следующими свойствами: стойкость к износу, воде, агрессивным жидкостям, обладание амортизационными свойствами, обеспечение защиты от высоких и низких температур.
В современном производстве спецобуви используются подошвы из термоэластопласта (ТЭПа), маслобензиностойкой резины (МБС), подошвы с системой противоскольжения (ЛЬР1). Также используют подошву полиуретановую двухслойную. Нижний слой является маслобензостойким и обеспечивает защиту от агрессивных сред, воздействия низких и высоких температур (от -40 до +100), обладает улучшенным сопротивлением истиранию, скольжению, а также стойкостью к деформациям. Верхний слой обладает амортизирующими и антистатическими свойствами, гасит ударные нагрузки, а также придает обуви повышенные теплозащитные свойства, комфорт и легкость [5].
Практика показывает, что загрязнения нефтью приводят к потере защитных свойств специальной обуви. В связи с этим, необходимо совершенствовать материалы и конструкции специальной обуви
в целях защиты ног работников от низких температур, механических и химических воздействий.
Литература
1 ЦДУ ТЭК [Электронный ресурс] http://www.riatec.ru/cata1og/operative_data/svd/svd_data.ph р. - Режим доступа, свободный;
2 ГОСТ 12.4.137-2001 Обувь специальная кожаная для защиты от нефти, нефтепродуктов, кислот, щелочей, нетоксичной и взрывоопасной пыли. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.137-84: введ. 2001-05-24. - Минск: Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001;
3 Махоткина Л.Ю. Анализ методов повышения гигиенических свойств деталей верха обуви из полимерных материалов / Л.Ю. Махоткина, Н.В. Тихонова, Р.М. Га-лялутдинова // Вестник Казан. технол. ун-та.2013. - Т. 16, №9. - С. 136-138;
4 Насыбуллина А.А. Современные технологии отделки полимерных материалов для защитных костюмов работников нефтедобывающей отрасли / А.А. Насыбуллина,
B.И. Христолюбова, Р.М. Галялутдинова, Т.В. Жуковская // Вестник Казан. технол. ун-та.2014. - Т. 17, №20. -
C. 79-81;
5 Никитина Л.Л. Полимерные материалы в обуви с улучшенными эргономическими характеристиками / Л. Л. Никитина, Т. В. Жуковская, Р. М. Галялутдинова // Вестник Казан. технол. ун-та.2012. - Т. 15, №7. - С. 121124.
© Л. Ю. Махоткина - д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Конструирование одежды и обуви», КНИТУ, [email protected]; Т. В. Жуковская - к.т.н., доцент той же кафедры, [email protected]; Р. М. Галялутдинова - ассистент той же кафедры, [email protected]; Г. И. Рахимова - магистр той же кафедры, [email protected].
© L. Y. Makhotkina - Doctor of Technical Science, professor, Head of the Garment and Footwear Design Department of KNRTU, [email protected]; T. V. Zhukovskaya - Ph.D. of engineering, , associate professor of the the Garment and Footwear Design Department of KNRTU, [email protected]; R. M. Galyalutdinova - assistant of the Garment and Footwear Design Department of KNRTU, [email protected]; G. I. Rakhimova - Master of the Garment and Footwear Design Department of KNRTU, [email protected].
