水性PU膠應用制鞋業

    使用無毒害粘接技術實行無害化生產，已廣為社會所提倡，這也是適應當今社會的發展要求，它體現了企業的社會責任感。當越來越多制鞋工人意識到他們缺乏安全體面的工作環境時，或以犧牲身體健康來換取生活必需品，他們對制鞋工業不會有太多地好感。如何為工人提供一個安全的工作環境，也越來越引起整個行業的重視。拜耳材料科技很早將綠色粘結技術帶入制鞋工業，其水性PU膠粘劑是對人和環境無害的產品，而使用水性膠可以有效地避免因濫用溶劑型膠粘劑所產生的毒害，改善工作環境的衛生狀況，有助于提高并改善企業的形象和競爭力。對于占全世界制鞋產量一半以上的中國，將會引起綠色的安全生產的革命，將會使更多的人知道如何避免有毒化學品的傷害，做到對鞋子的消費者和生產者承擔徹底的安全責任。水溶性膠呈乳白色乳液狀，經干燥和紅外活化，沒有任何顏色，呈透明狀，而且不會有任何黃變。      拜耳水性PU膠粘劑及氯丁CR膠粘劑可應用于鞋加工中的各個粘合工序上，例如用于鞋跟后套、成型、EVA / Phylon 中底、底加工、鞋面針車、橡膠大底的涂膠粘合。最大限度地降低了VOC(有機揮發成分)，避免了對員工身體的傷害和對周邊環境的損害。涉及溶劑帶來的危險 由于大多數有機溶劑具有可燃性，而且大多數有機混合物會造成空氣污染及煙霧的生成。當有機溶劑充分揮發, 在空氣中含量到達一定程度時，有機溶劑揮發氣體就會被引燃或導致爆炸。因此在貯藏有機溶劑時，防火是至關重要的。      此外，這些揮發性潛在危險危害物可通過眼接觸、皮膚吸入、口或鼻吸入等途徑侵入人體，對健康造成影響。以下列出了常見有毒溶劑的特性及其對人體的危害。高強度聚合物的粘結完全滲入到材質表面，當作破壞性拉力測試時，即使材質破損膠合面也仍沒開脫。      ◆ 苯芳香氣味的無色液體，很快蒸發到空氣中或少量地溶解在水里。高含量的苯會致死，一段時間地使用會引起嗜睡、頭昏眼花、心跳過速、頭痛、抽搐、神經紊亂、及神智模糊。長期經受(365天或更長)苯作用的情況下，會引起骨髓損壞并導致貧血癥或出血癥，引發免疫系統受損，增加受感染的機會，人類健康保護部門已認定：苯是致癌物質。      ◆ 亞甲基氯化物 帶有淡甜氣味的亞甲基氯化物又叫做二氯甲烷，常用做工業溶劑和油漆清除劑。大量的亞甲基氯化物會引起身體搖擺不定、頭暈、惡心、手指、腳趾刺痛和麻木，少量會使眼睛與手的動作配合性變差。世界衛生組織認定亞甲基氯化物會引起癌癥。      ◆ 甲苯甲苯是一種無色透明并帶有獨特氣味的液體，甲苯可從原油提煉到汽油的過程中得到。甲苯會直接影響到神經系統，即使是低至有節制的水平，也會引起疲勞、紊亂、衰弱，呈醉狀、失意、惡心、食欲不振、及聽、視覺喪失。短時間高劑量的吸入甲苯，會感到輕微頭痛、頭暈、嗜睡，也可能引起昏迷、致死。高劑量的甲苯還會影響腎臟，但通過對人類和動物的研究表明，甲苯不會引起癌癥。水性PU膠（PUD）與溶劑PU膠在PVC表面粘結的初期、后期剝離強度對照      ◆ 丁酮丁酮是一種無色液體并帶有刺鼻的酸味，丁酮被大量地制造，其中近一半的耗量在油漆和涂料，它易于很快揮發到空氣中并且能夠溶解許多物質。其清洗的作用被用來作為膠水里面的表面清潔劑。暴露在丁酮下對健康的影響是刺激鼻腔、喉嚨、皮膚和眼睛。單獨的吸入丁酮不會導致死亡、人類健康服務部門尚未把它列入致癌物之列。      ◆ 丙酮 丙酮是一種無色并帶有刺激性氣味的液體。易揮發、燃燒且溶于水。丙酮被用于制造塑料、纖維、藥物和其它化學品，也用于溶解其他物質。短時間吸入中、高劑量的丙酮會引起鼻、喉、肺和眼部受到刺激。     為減輕地面臭氧生成和減輕溶劑的危險，據歐盟指引EU Directive 1999/13/EC對揮發性有機溶劑排放的限定要求，在相關制鞋方面，確定排放量限度為每年溶劑耗用量在5t以內，所有部件總釋放限量（VOC）為 25g/雙。而且確定了降低有機溶劑釋放量時間表，要求在今年10月底實現37.5g（即可以高于目標釋放限量的50%），2007年10月底則要求完全達到目標釋放限量 (即每雙鞋voc25g)。      中國制鞋工業用膠現狀作為勞動力密集型的制鞋產業，溶劑型鞋用膠水在國內仍占主導地位。而且女性員工承擔了主要的角色，在揮發溶劑的環境下，心智疲乏和患病更加容易，讓有身孕的女工和胎兒增加了危險，大部分工人沒有定期檢查身體，頻密的加班，使情況變得更加糟糕。整個行業仍普遍處于不良的工作環境下，加上使用溶劑，導致更嚴重的職業病時常發生。福建地區有2千多家鞋廠，20多萬工人，有近800條成型線及近2000個家庭作坊，產量達4億雙各類涼鞋、運動鞋、休閑鞋。但溶劑型膠水在福建省普遍使用，有約近3萬工人接觸到有害化學品，許多患職業病的工人負擔不了醫治費用，惡劣的工作環境正引起工人的流失，勞工短缺現象越來越嚴重，造成了一系列的社會問題。而福建僅僅是一個例子。     為改善工作環境，一些工廠加大投入，配備抽風及通風裝置、洗塵水塔、塔式輸送帶、防火花橡膠地板、面具、碳化口罩等等，但工人仍然置留在毒性高、揮發性強的溶劑釋放環境中。      另一方面，為減少有毒及刺激性溶劑的污染，配置抽風系統等設施也帶來了高額的附加成本。水性與溶劑膠應用的剝離強度對照試驗 隨著水性膠性能的提高及其鞋業應用研發的進步，用簡單的水性系統替代溶劑膠，的確是去除那些有毒、揮發、刺激的溶劑的一項優化解決方案。      可喜的是，福建的鴻星爾克最近引入了拜耳公司水性膠粘貼技術，這是在國內同行中首家引進該技術的本土鞋廠。隨著鞋業競爭的加劇，尤其是打入國際市場的鞋品，必將面臨各種嚴格指標要求，其中環境友好產品將會越加受到歡迎，相信會有越來越多的國內鞋企選擇這一環保技術，環保鞋底膠粘劑的普及應用將是大勢所趨。水性PU膠及其應用全球首次PU分散體粘合劑開發于1965年，在交聯劑的作用下，更會有非常強的初期強度，被應用在橡膠大底和制鞋生產中。從上世紀九十年代中期開始，制鞋強國廣泛采用并積極使用水性PU膠在運動鞋、休閑類皮鞋進行生產，對VOC在生產中的降低，對先進膠粘技術地推動, 作出了積極貢獻。       ◆ 水性PU/CR膠與溶劑PU/CR膠性能對比 真正起到粘接作用的固成分在溶劑中和水基中的分布狀態不同，在溶劑體系中，聚合物分子是溶解于溶劑中的，而在水性體系中，聚合物微粒是分散在水中的，因此，Bayer水性膠做到了比溶劑膠有更高的固含量。      盡管目前水性膠每公斤價格較高，但由于其有較高的固含量，每雙鞋用水性膠量會較溶劑膠低，并且只需要一次涂刷。表2數據說明了應用水性膠帶來每雙鞋的直接成本與溶劑膠是相同的，甚至還會低一些。 在底部貼合流程中應用水性膠可減少涂刷步驟     ◆ 水性PU膠的表現     1、在帆布材料上的耐候性表現以添加3%硬化劑的水性PU膠和添加3.75%硬化劑的溶劑膠作對照，測試其剝離強度，時間為4周。存貯條件為：溫度70℃，相對濕度95%。實驗表明，剝離強度隨著時間的推移有相同的變化趨勢，但水性膠的耐候性明顯較好。      2、不同種類的皮料和底料選用二層皮、羊皮和油皮料，底料分別為SBR1、SBR2、TR和PVC進行試驗，發現雙組份水性膠與雙組份溶劑膠的粘著強度會因材料不同而有所差異。     3、水性膠在底加工中的使用選用硬度A型55±3度的橡膠大底和硬度C型55±3度的EVA中底作為底部組件。底部組合前，與傳統施膠前處理過程一樣，首先要對大底進行處理，即將橡膠大底打粗、清洗，EVA中底邊緣輕微打粗、清洗、然后干燥UV照射處理。現行的清洗采用超聲波水洗，可極大提高勞動效率，降低生產成本。需要說明的是，EVA中底出模后，清除表面脫模劑的工作，是至關重要的，否則會造成粘合不牢的現象。      ▲ 底部貼合流程應用水性膠，底部貼合流程的操作與傳統施膠方式一樣，但可實現一次涂刷。由于材料的差異性，建議仍對大底與中底進行前處理與干燥。而傳統的前處理方式，也不會因使用水性膠而改變，不過，針對不同的材料，應選擇適當的處理劑，以使粘接達到最佳效果。     前處理后干燥溫度基本設定在55℃，但仍要根據不同材質作適當調整。然后即可進行涂刷工序，水性膠涂刷于中底與大底時，涂層表面要均勻且盡可能薄一些。涂膠后仍可用傳統烘箱，不需要添加或改變設備。但要調慢輸送帶速度，以使組件充分干燥，為使單位時間的產量不受影響，輸送帶上的組件密度可以增大。經萬能壓底機后，即可冷凍定型，條件為：溫度設定為0-7℃，時間約3-3.5分鐘。熱活化后，面與底通過壓機加壓貼合在一起，但時間比溶劑膠略長1-2秒。      4、如何提高水性膠粘著效果?      ▲ 攪拌配制水性膠為提高水性膠粘接效果，在配制水性膠時，采用氣動攪拌器，邊攪拌邊添加固化劑。攪拌條件為：濕度90%以下時，硬化劑含量5%、攪拌時間300秒；濕度在90%以上時，硬化劑含量6%、攪拌時間300秒。值得注意的是，應盡可能均勻，上下左右各處攪拌，直到有小氣泡出現。而且攪拌后的水性膠應在4小時內用完。     ▲ 材料打粗 刷膠，對鞋面和大底粘著力很重要，而在刷膠前，皮面需經前期打粗處理，磨掉皮面表層可實現最佳的粘著效果。試驗表明，打粗的程度對后期拉力影響很大。皮料輕微打粗后水性膠粘接的剝離強度與皮料