長期以來,防水鞋是某些類型鞋(例如遠足鞋和高爾夫球鞋)以及某些職業(例如消防員和農場工作人員)的一種基本要求。但是,現在消費者期望日常鞋類產品也具有一定程序的防水性,而且這種需求有不斷增長的趨勢。由于現代鞋類產品采用的材料范圍和結構局限,這樣可能產生極其復雜的問題,但在大多數情況下,可以提供有效且經久耐用的可行方案。
防水及測試
防水(Waterproofness)這個術語,在鞋類工業趨向于不使用,因為它暗示著完全將水排于鞋外。若要達到這種目的,會極其容易造成商品說明與消費者保護法規相沖突。其實,大多數說英語國家使用的更安全術語是耐水(water resistance)。
SATRA推薦,在保證鞋子性能時,不管有沒有時間限制,必須采取綜合測試計劃作為制鞋的后盾。明確建議具有時間限制,因為在材料和結構老化時,耐水特性將不可避免地消失。除鞋類生產測試以外,每1萬雙鞋中至少一雙鞋應進行獨立測試,并在現場進行更多評估,以確保性能一致。
組合材料和全鞋測試是測量鞋子耐水特性的最有效方法。通過Maeser測試方式在動態條件下可以最佳評估鞋面材料的耐滲水性能。相對來說這十分嚴格,但可以最精確地復制磨損中碰到的撓曲應變。鞋面皮革上也使用Bally透度計,但是撓曲運動更柔和。全鞋測試對于評估成品的縫隙以及整體結構耐水性極其重要。
耐水處理常用方法
耐水是集成于鞋類產品的首要添加的特性之一,采用傳統制鞋材料皮革,通過涂敷油脂和脂肪物質到鞋面、鞋底和縫隙,可以達到這種效果。今天仍然采用以這種方法為主的各種配方,但不幸的是,雖然耐水性能在穿用初期有效,但是壽命短,因為拖地、磨損和撓曲等會很快破壞防水層。要恢復其耐水性,就必須重復進行處理。
達到防水目的的另一種傳統方法是采用諸如橡膠、聚氨酯或PVC之類材料的連幫注射模制鞋或靴。這種結構性能良好,但是需要犧牲舒適性作為代價,因為足部濕氣不能排出。設計可能性也受一定限制,雖然更新的模注技術和材料正在拓寬其可能性。例如,可以進行多顏色和多密度注射模制,特別是對于工業和安全鞋,可以集成鋼包頭,將襯片增加到靴筒,以幫助保持其形狀。Wellington靴子證實連幫模制鞋靴在“保證防水”方面扮演著重要作用,這已不成問題。
在防水極其重要時,功能性鞋子極其理想。濕氣吸收內襯(包括皮革)和合適的軟管對于舒適性具有重要作用。例如,使用靴子內的熱空氣循環在工作班次之間進行有效干燥是延長足部舒適性的另一種方法。
鞋子達到耐水性必須滿足兩個主要要求:使用特別處理的材料和采用正確設計的耐水結構。大多數類型鞋子可以使用這種方法,包括質量輕、沒有特殊結構的休閑款式。但是,要達到耐水性能,必須采取綜合措施,有效去除足部濕氣。傳統鞋類達到防水性的一種早期嘗試是在結構內集成不能滲透的PVC短靴。當PVC阻隔層保持完好時,這樣性能良好,但是不能有效散發足部濕氣,防水層的優點因而被否定。
耐水新技術
根據SATRA的方法,使用耐水外層必須是防止滲水的第一阻隔層。皮革可以具有潑水涂層或經潑水處理,可以使其防水或可耐受潮。也可以使用產生耐水性但不會對滲透性產生太大影響的不易沾水鞣革方法。但是,必須記住,作為一種具有暇疵和變異的天然材料,水仍可能經過處理的皮革纖維之間滲入皮革隔離區域一側。
正如今年4月亞太皮革展所示,皮革工業在提高防水系統方面繼續大幅前進。例如,今年在展會上推出的新產品包括Corilene WSB,為Stahl公司的一種防水加脂液;Lanxess公司容易清洗的生物降解脫脂劑,不含壬基酚和壬基酚乙氧基化物(在生產防水皮革時特別重要);以及Schill & Seilacher和Muenzing的新型防水程序(new wet end waterproofing procedures)。
Bayer也曾推出一種防水系統,聲稱可以提供“能夠承受極端機械應力的防水皮革,特點和穿著舒適性相當于優質標準皮革”。該系統由特殊聚丙烯酸酯組成,可以減少吸水,同時保持全部透水性和抗撕裂與拉伸強度,加上特別量身定制的硅樹脂,以在動態條件下向皮革提供極端優良的耐水性。
SATRA技術專家認為 :除粒面皮革以外,用作耐水鞋面的其它材料包括涂層皮革(通常與粗質撓性PU涂層分離)以及夾有滲透膜的織物。這些織物夾層可以用作外部材料或者作為皮鞋的內襯。
橡膠或人造聚合物鞋底一般耐吸水和滲透,即使在最濕的足下狀況。皮革鞋底也具有一定耐滲透性,但是長期暴露將不可避免地產生問題。也可以提供集成滲透膜達到防水性能的同時,亦可散發濕氣的鞋底系統。
可以滲透濕氣的耐水膜材料的出現,確實對制作耐水鞋作了重要貢獻。耐水膜材料原設計用于衣服,但在20世紀80年代引入鞋類。這些耐水膜具有多種多樣形式,但是易脆,通常采用紡織品支持。提供的大多數產品采用“三明治”式夾層,在兩側保護耐水膜。最常見類型的耐水膜是微細胞塑料,采用層壓到紡織品的錫箔形式,或者作為涂層直接貼合到織物上。雖然網狀PTFE也用于廣泛提供的系統,但是大多數基于聚氨酯。
另一種耐水膜由固態親水聚合物組成,采用薄膜或直接涂層形式。雖然也發現有用聚酯作為薄膜材料,但是PU仍是最常見的膜材,這些材料一般比微細胞膜類型還薄。
可以使用耐水膜材料制作防水包或短靴,正如前面提到的采用PVC一樣,應用于鞋周邊制作耐水鞋類產品。此類結構的縫隙應盡可能少,遠離高度撓性應力區域。因為內部包具有耐水性,雖然一般選擇傳統耐水皮革,但是可以使用任何外部材料。
針眼提供水滲入鞋子的直接路徑,因此必須使用縫隙密封劑或者更常見的熱活化膠帶,有效密封所有鞋外部和內襯縫隙。在耐水皮革用作外部或膜材料用作內襯的傳統平楦鞋類中是十分常見的。此外將針孔問題減少到最小,需要注意的其它要點如下 :避免透過鞋面和內襯的縫隙 ;表面縫隙向下,以避免集水 ;使用波紋狀鞋舌結構。
耐水部件及結構
制造耐水鞋時,不能只在鞋面和鞋底達到耐水性開始和結束。也可以涉及更多,如元件。實際上,市場上有幾種特別開發用于耐水和防水應用的內底產品。例如,Texon已經生產內底材料,一種適用于撓性鞋,另一種適用于剛性更大的款式,其特點是中心聚合物核心可以防止滲水。核心兩側的無紡材料層可以吸濕及散發濕氣,以加強足部舒適性。也提供特殊縫線用于制作防水鞋。
以上大多數信息描述傳統鞋子中達到耐水特性,但是也有一些特殊防水結構的示例。例如,加拿大Asystec公司獲得專利的結構聲稱提供的鞋類,“不僅可以透氣,而且可以排出濕氣,提高舒適性”。Asystec結構原在1977年開發,其特點是具有模制外殼,底部有開口,更容易縫制到鞋面上。在鞋面已經粘到外殼之后,密封鞋面,以確保防水。然后連接中底和鞋底,以完成整個結構。在鞋面和絕緣層之間設有濕氣透氣層,以捕獲滲透鞋面材料的任何濕氣,通過針孔排出。
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