水性PU膠應用制鞋業(yè)的最新動向

　　使用無毒害粘接技術實行無害化生產(chǎn)，已廣為社會所提倡，這也是適應當今社會的發(fā)展要求，它體現(xiàn)了企業(yè)的社會責任感。當越來越多制鞋工人意識到他們?nèi)狈Π踩�體面的工作環(huán)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(yè)不會有太多地好感。如何為工人提供一個安全的工作環(huán)境，也越來越引起整個行業(yè)的重視。拜耳材料科技很早將綠色粘結技術帶入制鞋工業(yè)，其水性PU膠粘劑是對人和環(huán)境無害的產(chǎn)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(chǎn)生的毒害，改善工作環(huán)境的衛(wèi)生狀況，有助于提高并改善企業(yè)的形象和競爭力。

　　對于占全世界制鞋產(chǎn)量一半以上的中國，將會引起綠色的安全生產(chǎn)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(chǎn)者承擔徹底的安全責任。水溶性膠呈乳白色乳液狀，經(jīng)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(fā)成分)，避免了對員工身體的傷害和對周邊環(huán)境的損害。

　　涉及溶劑帶來的危險 由于大多數(shù)有機溶劑具有可燃性，而且大多數(shù)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(fā), 在空氣中含量到達一定程度時，有機溶劑揮發(fā)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(fā)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(fā)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(jīng)紊亂、及神智模糊。長期經(jīng)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(fā)免疫系統(tǒng)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(yè)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(wèi)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(jīng)系統(tǒng)，即使是低至有節(jié)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(fā)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(fā)、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(jù)歐盟指引EU Directive 1999/13/EC對揮發(fā)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(nèi)，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(xiàn)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(yè)用膠現(xiàn)狀 作為勞動力密集型的制鞋產(chǎn)業(yè)，溶劑型鞋用膠水在國內(nèi)仍占主導地位。而且女性員工承擔了主要的角色，在揮發(fā)溶劑的環(huán)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(yè)仍普遍處于不良的工作環(huán)境下，加上使用溶劑，導致更嚴重的職業(yè)病時常發(fā)生。福建地區(qū)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(chǎn)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(yè)病的工人負擔不了醫(yī)治費用，惡劣的工作環(huán)境正引起工人的流失，勞工短缺現(xiàn)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(huán)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(fā)性強的溶劑釋放環(huán)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(tǒng)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(yè)應用研發(fā)的進步，用簡單的水性系統(tǒng)替代溶劑膠，的確是去除那些有毒、揮發(fā)、刺激的溶劑的一項優(yōu)化解決方案�？上驳氖�，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(nèi)同行中首家引進該技術的本土鞋廠。隨著鞋業(yè)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(huán)境友好產(chǎn)品將會越加受到歡迎，相信會有越來越多的國內(nèi)鞋企選擇這一環(huán)保技術，環(huán)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(fā)于1965年，在交聯(lián)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(chǎn)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(chǎn)，對VOC在生產(chǎn)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(tài)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(shù)據(jù)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(xiàn) 1、在帆布材料上的耐候性表現(xiàn) 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(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)行的清洗采用超聲波水洗，可極大提高勞動效率，降低生產(chǎn)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(xiàn)象。

　　▲ 底部貼合流程 應用水性膠，底部貼合流程的操作與傳統(tǒng)施膠方式一樣，但可實現(xiàn)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(tǒng)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?shù)奶幚韯�，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(jù)不同材質作適當調(diào)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(tǒng)烘箱，不需要添加或改變設備。但要調(diào)慢輸送帶速度，以使組件充分干燥，為使單位時間的產(chǎn)量不受影響，輸送帶上的組件密度可以增大。經(jīng)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(xiàn)。而且攪拌后的水性膠應在4小時內(nèi)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(jīng)前期打粗處理，磨掉皮面表層可實現(xiàn)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經(jīng)標準打粗后的剝離強度相比，前者剝離強度較低。

　　▲ 其它因素 此外，是否使用處理劑對大底和皮面進行預處理和打粗，在涂刷時面和底的膠層是否薄而均勻，干燥是否完全等也是重要的影響因素。水性膠涂刷后，在70-80℃下，干燥3分鐘，使水分蒸發(fā)后，分散到材質中的微粒將形成牢固的聚合物膜，充分的干燥能夠避免黏著不良。其實，面、底兩部分刷膠干燥后，仍要經(jīng)加熱活化，通常采用紅外燈照射，可使PU膠延時結晶，膠膜將會變得更有粘性。熱活化后，將貼好的底、面放入壓底的位置，在4Bar、15秒鐘內(nèi)產(chǎn)生粘著力，面和底經(jīng)壓機加壓粘合在一起。在脫楦前，鞋子一定要經(jīng)過冷卻，膠粘劑結晶。

　　◆ 水性膠的合成本 水性膠由于其高強度的粘結性能和不黃變特性，加上無溶劑危險和火災隱患，衛(wèi)生與健康的工作環(huán)境和高的工作安全性等生態(tài)友好特性，而在國際上深受先進制鞋企業(yè)的歡迎。采用水性膠，可在多方面降低成本。首先不必投入資金安裝溶劑回收和危險防爆裝置；其次可降低存貯和運輸?shù)馁M用；再者，由于其高固含量及低粘稠度且可實現(xiàn)一次涂刷，因而具有良好的可操作性和減少勞力成本。更重要的是，不需要承擔使用溶劑帶來的火災和健康危害等潛在風險成本。水性膠為工作安全提供了保障，使用水性膠，采用與環(huán)境協(xié)調(diào)的生產(chǎn)工藝，既有利于新一代的勞工健康和權益，也有益于樹立更好的企業(yè)形象，適應國際社會現(xiàn)實，提高企業(yè)及產(chǎn)品競爭力。可以預見，水性膠取代溶劑膠將是一個大趨勢。