Проблемы безопасности синтетических материалов, применяемых в производстве обуви

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Пермская Государственная сельскохозяйственная академия имени Д.Н. Прянишникова

Кафедра: товароведение и экспертиза товаров

Реферат

на тему: «Проблемы безопасности синтетических материалов применяемых в производстве обуви»

Выполнил:

студентка 3 курса Кощеева Д.А.

Проверил:

ст. преподаватель Чащина С.В.

Пермь 2010

Содержание

1. Безопасность обуви

2. Синтетические материалы, применяемые в производстве обуви

3. Требования к безопасности обуви из синтетических материалов

4. Исследования обуви из полимерных материалов

4.1 Санитарно-химические исследования

4.2 Исследования физических свойств обуви из полимерных материалов

4.3 Физиологические исследования

4.4 Микробиологические исследования

4.5 Изучение влияния одежды и обуви из полимерных материалов в процессе опытных носок

Заключение

1. Безопасность обуви

Безопасность -- состояние объекта, при котором риск вреда или ущерба ограничен допустимым уровнем. Обеспечение безопасности товаров обуславливает отсутствие недопустимого риска для здоровья человека при использовании товаров.

Безопасность важна для всех видов обуви и является значимой для всех потребительских сегментов.

Определить безопасность обуви потребителям затруднительно. Потребители иногда могут косвенно судить о безопасности товаров.

Например, обувь, изготовленная из синтетических материалов, является относительно вредной для здоровья, чем обувь, изготовленная с использованием кож.

Механическая опасность обуви связана в основном с наличием на ее внутренней поверхности не загнутых гвоздей, складок подкладки и т. д. Такие дефекты могут вызвать повреждения стопы.

Электрическая безопасность обуви связана с использованием для ее изготовления искусственных материалов. Искусственные материалы, в отличие от натуральной кожи, обладают повышенной электризуемостью и электросопротивлением.

Поэтому накапливаемый ими большой электрический заряд отрицательно действует на организм человека.

В настоящее время разработана специальная конструкция обуви, которая позволяет вывести из обуви статическое электричество.

Химическая опасность обуви связана с использованием материалов для подкладки, которые могут выделять вредные для организма вещества.

Например, из крашеных подкладочных кож может переходить краска на стопу, а она способствует возникновению экзематических и аллергических заболеваний. Поэтому к устойчивости окраски подкладочных кож предъявляют повышенные требования.

Биологическая опасность обуви связана с развитием микроорганизмов на ее внутренней поверхности, которые способствуют появлению грибковых заболеваний. Поэтому при хранении обуви после носки целесообразно внутреннюю поверхность обработать бактерицидными веществами, например, формалином.

На безопасность в потреблении обуви влияет также конструкция обуви.

С безопасностью товаров тесно связана такая проблема, как их фальсификация (подделка). Фальсифицированные товары, как правило, и не надежны, поэтому наносят существенный материальный и моральный ущерб потребителю.

2. Синтетические материалы, применяемые в производстве обуви

К искусственным материалам, применяемым в производстве обуви относят:

- искусственную кожу;

- резину;

- обувные картоны;

- пластмассу.

Искусственные и синтетические материалы делят на три группы:

1) синтетические материалы для наружных деталей низа обуви: резина (пористая, непористая, с различными наполнителями), пластмасса;

2) искусственные и синтетические мягкие кожи для деталей верха обуви (ткань, нетканые материалы, трикотажное полотно, обработанное полимерным связующим покрытием);

3) искусственные и синтетические материалы для жестких внутренних и промежуточных деталей обуви (стельки, обувные картоны).

Обувные резины - обширная группа искусственных материалов для низа обуви. Процесс производства этих резин состоит из следующих операций: подготовка материалов, приготовление смеси, листование, каландрирование, штампование сырых резиновых заготовок, вулканизация, заключительные операции.

По назначению резины делят на подошвенные, каблучные, фличные, набоечные и др. В зависимости от метода крепления низа к верху обуви выпускают резины для обуви клеевых, ниточных и гвоздевых (винтовых) методов крепления. Резину выпускают в виде пластин, штампованных и формованных деталей: подошв, каблуков, подошв с каблуками и др.

В зависимости от структуры резину делят на непористую (монолитную) и пористую. Непористую резину изготовляют на основе бутадиенового каучука. Она отличается высоким сопротивлением к истиранию. Срок износа подошвенной резины в 2-3 раза превышает срок износа подошвенной кожи. Обычную непористую резину применяют для изготовления формованных подошв, накладок, каблуков, полукаблуков, набоек и др. деталей низа обуви. Пористые резины применяют в качестве подошв и платформ для весенне-осенней и зимней обуви.

Кожеподобная резина - это резина для низа обуви, изготовленная на основе каучука с высоким содержанием стирола (до 85%). Пористые резины с волокнистыми наполнителями называются "кожволон". Эти резины по внешнему виду сходны с натуральной кожей. Кожеподобные резины применяют в качестве подошвы и каблука при изготовлении летней и весенне-осенней обуви клеевого метода крепления. Транспарентная резина-это полупрозрачный материал с высоким содержанием натурального каучука. Транспарентные резины выпускают в виде формованных подошв (вместе с каблуками), с глубоким рифлением на ходовой стороне. Разновидностью транспарентной резины является стиронип, содержащий большое кол-во каучука. Стиронип применяется при изготовлении обуви клеевого метода крепления.

Полиуретан - подошвы пористой и непористой структуры, каблуки, набойки. Не обладает морозостойкостью; ПВХ - подошвы и набойки; обладают устойчивостью к истиранию, к ряду агрессивных сред.

Обувные картоны представляют собой искусственную кожу, изготовленную из волокон растительного и животного происхождения, проклееных водоупорными клеями. Картоны выпускают для стелек, полустелек, простилок, задников, задников и др. внутренних и промежуточных деталей обуви.

Картон выпускают в виде листов или готовых формованных деталей. В зависимости от применяемого способа изготовления и назначения обувные картоны подразделяют на стелечный, кожкартон, искожполувал, кожматол, стелечно-целлюлозный материал (СЦМ), капролон.

К искусственным материалам, предназначенных для наружных, внутренних, промежуточных деталей верха обуви относятся материалы на тканой, нетканой и трикотажной основе: мягкие и жесткие искусственные кожи. По виду покрытия (и пропитки) различают искусственные кожи с каучуковым, полиамидным, полиуретановым, поливинилхлоридным, нитроцеллюлозным и другим видами покрытий, а также с покрытиями из совмещенных полимеров. В производстве применяют следующие виды кож: обувная кирза, шарголин, юфтин, кирголин, обувная винилискожа и т. д.

Синтетические кожи вырабатывают на основе нетканых материалов с применением синтетических волокон.

Иногда основу усиливают тонкой тканью. Внешний вид и структура синтетической кожи имеют сходство с натуральной кожей. Как и натуральную кожу ее вырабатывают с гладкой лицевой поверхностью (по типу опойка, выростка), а также с "ворсовым" лицом. Синтетические кожи применяют для верха обуви, для подкладки обуви, промежуточных деталей обуви.

Искусственные и синтетические кожи обладают рядом преимуществ перед натуральной кожей по следующим показателям: теплопроводность, однородность по всей площади, высокое сопротивление к истиранию и многократному изгибу, прочностью при растяжении, легко формуется, отличаются водостойкостью, красивый внешний вид. Искусственные и синтетические кожи выпускают в виде готовых узлов и деталей обуви. Материалу придают любые размеры, что обеспечивает высокую производительность и позволяет экономно расходовать сырье.

Основными недостатками искусственных и синтетических кож является быстрое ухудшение внешнего вида в процессе носки, пониженные гигиенические свойства (гигроскопичность, воздухопроницаемость), высокая теплопроводность, недолгий срок носки готового изделия, жесткость.

3. Требования к безопасности обуви из синтетических материалов

Полимерные обувные материалы и изделия из них не должны иметь специфического запаха, выделять в окружающую среду биологически активных химических веществ, накапливать на своей поверхности статическое электричество 150 в/см.

Материалы для верха обуви должны быть паропроницаемыми, гигроскопичными, воздухопроницаемыми.

Обувь, изготовленная с применением комплекса полимерных материалов должна обладать достаточной вентиляционной способностью и обеспечивать оптимальный для определенных условий эксплуатации внутриобувной микроклимат, не должна вызывать нарушений физиологических (опорных, терморегуляторных) функций нижних конечностей и связанных с ними неприятных ощущений и изменений теплового состояния организма, не должна способствовать росту патогенной микрофлоры и распространению заболевания микозами стоп.

Обувь из синтетических материалов должна обеспечивать возможность очистки от загрязнений как с внешней, так и с внутренней стороны в такой степени, чтобы в процессе эксплуатации гигиеническая характеристика изделия оставалась постоянной или снижалась не более, чем на 10% от первоначальной.

4. Исследования обуви из полимерных материалов

4.1 Санитарно-химические исследования

В производстве современной обуви широко применяются химические волокна, искусственная кожа, текстильно-вспомогательные вещества для придания изделиям водоотталкивающих, антиэлектростатических, огнезащитных и других свойств, клей и др. В воздух внутриобувного пространства при эксплуатации могут мигрировать незаполимеризованные мономеры, компоненты вспомогательных веществ и другие соединения.

Выделяющиеся вещества при ингаляционном поступлении, резорбции через кожные покровы и непосредственном влиянии на кожу, могут явиться причиной неблагоприятного биологического воздействия на организм человека.

Химическая стабильность полимерных материалов и изделий из них является одним из основных критериев гигиенической оценки современной одежды и обуви.

Гигиеническую оценку обуви и одежды следует начинать с проведения санитарно-химических исследований.

Последовательность проведения дальнейших этапов гигиенической оценки текстильных и обувных материалов и изделий из них зависит от результатов санитарно-химических анализов.

Целью санитарно-химических исследований является:

1) обнаружение возможного выделения вредных веществ из материалов и обуви в контактирущие с ними среды;

2) изучение интенсивности и динамики их миграции;

3) прогнозирование степени неблагоприятного влияния их на организм.

Современная обувь представляет собой, как правило, комплекс различных синтетических и искусственных материалов, каждый из которых является сложной полимерной композицией, содержащей целый ряд компонентов. В готовом изделии типа мужских полуботинок могут одновременно быть использованы в качестве его деталей следующие материалы: для верха - синтетическая кожа на основе пенополиуретанов, подошвы - кожеподобная резина на основе синтетического каучука, подкладки - материал на поливинилхлоридной основе, стельки - кожкартон с пропиткой синтетическим латексом (хлоропреновым), промежуточных деталей - термопластический материал на основе синтетического каучука или фенолформальдегидной смолы, клея - композиция с применением ПВХ и нитрильного каучука.

Состав обувных материалов позволяет предположить возможность выделения капролактама, нитрила акриловой кислоты, хлоросодержащих веществ и мономеров каучуков (стирола хлоропрена, дивинила, изопрена), растворителей (ацетона, диметилформамида, бутилацетата) формальдегида, оксиэтилированных, аминосодержащих и др. веществ, являющихся исходными компонентами полимерных композиций. В связи с этим из материалов возможно одновременное выделение нескольких веществ для определения и идентификации которых необходимы чувствительные и избирательные методы химического анализа.

Изучение химической стабильности полимерных текстильных обувных материалов и изделий из них, должно проводиться в лабораторных и натурных условиях. Помимо полимерных материалов, санитарно-гигиеническому исследованию должны подвергаться также натуральные материалы, которые в настоящее время обрабатываются различными химическими соединениями для придания им более высоких эксплуатационных и эстетических свойств.

Образцы обувных материалов, направляемых на гигиеническое исследование должны сопровождаться документом с указанием в нем следующих сведений:

1. Название материала и его назначение: а) для какой детали обуви, б) в каком виде обуви (зимняя, летняя, осенне-весенняя, для взрослых, детская) и конструкции будет использован, в) какие сочетания его с другими полимерными материалами возможны в готовом изделии.

2. Дата изготовления.

3. Рецептура и процентное соотношение входящих в нее исходных компонентов.

4. Выписка на технических условий с указанием физико-химических свойств исходных ингредиентов и физико-химических свойств материалов.

5. Технология производства.

6. Наименование учреждения-изготовителя.

7. Описания методов определения исходных летучих компонентов материала в воздушной и водной среде.

Образцы обуви, направляемые на гигиеническое исследование должны сопровождаться:

1. Характеристикой обуви, включающей в себя указания:

а) для каких условий эксплуатации предназначена данная обувь;

б) какие материалы и в качестве каких деталей их использовали;

в) метод крепления с указанием рецептурного состава клеевой композиции;

г) дата изготовления;

д) наименование учреждения-изготовителя.

2. Контрольными вариантами обуви, изготовленной целиком из натуральных материалов и с различными комбинациями их с полимерными в зависимости от содержания и назначения последних в опытном образце.

Для гигиенического исследования обувных материалов и обуви необходимо представлять образцы сразу после их изготовления. Образцы материалов должны быть площадью не менее 2 м2 каждый, образцы обуви в количестве не менее 5 пар одного варианта и представлены минимум тремя наиболее распространенными размерами (женская обувь - 36; 37; 38; мужская - 41; 42; 43 и т.д.), так как для изучения влияния обуви на терморегуляторные реакции организма и окончательной гигиенической оценки необходимо проведение опытной носки на людях-добровольцах.

Использование для изготовления одежды и обуви комплекса различных полимерных материалов значительно осложнило санитарно-химическое исследование как в отношении идентификации выделяющихся химических веществ, так и факторов, обуславливающих химическую нестабильность одежды и обуви. В связи с этим возникла необходимость проведения исследования всех входящих в готовое изделие материалов, их исходных компонентов, деталей обуви и изделия в целом с учетом его конструкции и назначения.

Для гигиенического заключения необходимо проведение наблюдений в условиях жилища или аналогичного помещения, где хранится изучаемая обувь, моделируя натурные условия. В случае обнаружения в натурных условиях больших количеств токсических соединений, значительно превышающих предельно допустимые концентрации веществ в атмосферном воздухе, дальнейшее гигиеническое исследование может быть прекращено, при этом изучаемый объект должен считаться неприемлемым для использования населением, о чем составляется соответствующее заключение.

Основанием для отклонения исследуемых изделий является также обнаружение во внутриобувном пространстве токсических веществ после трех месяцев со дня изготовления (хранение при проветривании). Отсутствие выделения токсических веществ в воздушную и водную среду свидетельствует о химической стабильности исследуемых образцов.

Обувь, из химически стабильных обувных материалов, проходит исследование в лабораторных условиях для изучения важных в гигиеническом отношении физических свойств и в условиях опытной носки.

4.2 Исследования физических свойств обуви из полимерных материалов

Исследование физических обувных материалов является важной частью гигиенического исследования. Эти исследования включают в себя определение таких параметров, как вес, толщина, объемный вес, пористость, а также свойств материалов, оказывающих влияние на теплозащитные и влагопроводящие свойства (коэффициент теплопередачи, воздухопроницаемость, паропроницаемость и др.).

Объемный вес рассчитывают по формуле путем соотношения веса и толщины (г/см3), пористость - путем соотношения объемного веса к удельному (%) или объема пор к общему объему образца.

Теплозащитные свойства обувных материалов определяют на стандартном приборе по коэффициенту теплопроводности (ГОСТ 6068-51) или по методу Г.К. Кондратьева (1946) на бикалориметре.

В гигиенических исследованиях воздухопроницаемость необходимо определять методом Рубнера при давлении 0,42 мм водного столба.

О величине паропроницаемости судят по уменьшению веса стаканчиков с водой, покрытых исследуемыми образцами, по сравнению с открытым сосудом на определенное время (6 часов). Расчет ведут в мг/см3 час. в относительных %.

Гигроскопичность, т.е. количество влаги, адсорбированной материалом из окружающего воздуха за определенное время, определяют в естественных условиях внешней среды и при 100% относительной влажности (ГОСТ 8971-59). Результаты выражают в %, которые характеризуют отношение веса образца после испытания к постоянному весу его, полученному путем высушивания. При определении гигроскопичности в условиях 100%-влажности образцы помещают в эксикаторы, насыщенные водяными парами. Взвешивание образцов производят в первый день исследования через каждый час, 6 раз подряд, затем через 24 часа пребывания их в емкостях.

Электризуемость полимерных материалов определяют по величине напряженности электростатического поля без натирания и при натирании поверхности образца и выражают в киловольтах на см (кВ/см).

Определение эффекта электризуемости или антистатической обработки текстильных и обувных материалов и изделий должно проводиться как в лабораторных условиях, так и в условиях реального использования одежды и обуви (опытная носка). Для исследований необходимо иметь опытный и контрольный образец изделий.

4.3 Физиологические исследования

Целью этих исследований является оценка влияния обуви из полимерных материалов на функциональное состояние организма человека в зависимости от климато - географических условий, сезона года, возраста, физической нагрузке и пр. Эти исследования могут быть проведены как в камеральных, так и в натурных условиях. Изучение зависимости теплового состояния человека от теплозащитных свойств одежды и обуви проводится на практически здоровых людях, подобранных по возрасту, весу, росту, характеру питания, так как различия, обнаруженные в организме человека при ношении одежды и обуви, могут в значительной степени зависеть от исходного состояния разных испытуемых.

Исследование образцов проводятся на 5 испытуемых путем 3-х кратного повторения опыта. До начала опыта испытуемые должны в течение 40-50 минут находиться в комфортных условиях при температуре +20-22°C, т.к. в течение этого времени устанавливается стационарный режим теплообмена человека с окружающей средой при минимальном напряжении терморегуляторных реакций, после чего производится регистрация изучаемых показателей /фон/.

Длительность опыта составляет 1,5 часа, в течение которых показатели регистрируются через каждые 30 минут. Если испытуемый отмечает дискомфортное состояние замеры необходимо произвести в этот момент. Исследования проводятся до ощущения "холодно" или "жарко", если эти ощущения появляются к концу 1,5 часового опыта исследуемые одежда или обувь считаются соответствующими изучавшимся метеоусловиям и могут быть рекомендованы населению.

Исследования проводятся в метеорологических условиях, соответствующих назначению изделия в одно и то же время суток. Наряду с исследуемой частью комплекта одежды остальные ее части подбираются так, чтобы они по своим теплозащитным свойствам соответствовали сезону года и были бы одинаковыми у всех испытуемых.

Для суждения о теплообменных процессах организма человека изучается температура тела и кожи, радиационно-конвективный теплообмен, влагопотери, теплопродукция, интенсивность потоотделения, а также показатели пододежного и внутриобувного микроклимата /температура, влажность/. Температуру кожи, плотность теплового потока, интенсивность потоотделения, измеряют в следующих точках: лоб, кисть, грудь, бедро, голень, стопа.

Термическое сопротивление обуви рассчитывается по следующей формуле:

Р = (Тк-То)/О - 0,15м2*град/Вт.

Р - термическое сопротивление одежды /обуви/; Тк - средневзвешенная температура кожи; То - температура наружной поверхности одежды /обуви/; О - средневзвешенный тепловой поток о поверхности кожи; 0,15м2*град/Вт - термическое сопротивление воздуха.

При изучении терморегуляторных реакций большой удельный вес занимает исследование уровней тепловых потоков с поверхности тела человека, что позволяет оценивать теплозащитные свойства обуви в связи с непосредственным ее назначением, которое заключается в снижении радиационно-конвективных теплопотерь.

Для определения тепловых потоков с поверхности тела человека может быть использован биотепломер, который изготавливается экспериментально-техническим производством Московского НИИ гигиены им.Ф.Ф. Эрисмана.

Теплопотери испарением рассчитываются на 1 час и определяются путем взвешивания человека на медицинских весах до начала и в конце опыта. Полученная разница в весе /в граммах/ умножается на 585 кал. и, таким образом, определяется теплоотдача путем испарения.

При проведении исследований регистрируются показатели метеорологических условий внешней среды /температура, влажность и скорость движения воздуха/.

Результаты исследований выражаются в единицах международной системы СИ.

4.4 Микробиологические исследования

Количество микробов, накапливающихся на поверхности полимерных материалов, зависит от химического состава полимера, толщины, гигроскопичности, пористости материалов, влагоемкости. Для этих целей могут быть использованы методы микробиологического исследования бактериостатического и бактерицидного, фунгистотического и фунгицидного действия.

Для суждения о степени бактериального загрязнения обуви определяют общую микробную обсемененность и обсемененность санитарно-показательными микроорганизмами. При этом контролем служит обувь из натуральных материалов.

Микробиологические исследования внутреннего пространства обуви из химических волокон проводятся с целью определения очистительной способности по отношению к микрофлоре поверхности кожи.

Кроме того, исследуется антибактериальные свойства, предпосылкой к проведению которых служат данные санитарно-химических исследований. Стерилизация должна производиться облучением ультрафиолетовой бактерицидной лампой ПРК в течение часа на расстоянии 15 см.

При оценке полученных результатов следует иметь в виду, что чем больше накопление микроорганизмов на внутренней поверхности обуви, тем меньше их остается на поверхности кожи, т.е. внутренняя обувь обладает высокой очистительной способностью.

4.5 Изучение влияния одежды и обуви из полимерных материалов в процессе опытных носок

Опытная носка является заключительным этапом гигиенической оценки обуви.

Режим опытных носок устанавливается в соответствии с условиями эксплуатации обуви с учетом длительности их ношения в течение дня, общей продолжительности использования, климатических условий, возрастных и половых особенностей, трудовой деятельности. При этом регистрируются показатели погодного комплекса.

Опытная носка должна проводиться на 100 практически здоровых добровольцах с использованием анкеты /приложение/.

При опросе испытуемых отмечаются их субъективные ощущения и самочувствие, жалобы, возникшие при ношении обуви, оценка теплового состояния, запаха материалов, электризуемость, удобство обуви и пр.

Комплексный анализ результатов санитарно-химического и токсикологического исследований при выявлении неблагоприятного биологического действия является основанием для отклонения тех или иных полимерных материалов, изделий из них, а также текстильно-вспомогательных веществ, пропиток и др.

Исследования, проведенные с применением физико-гигиенических и физиологических методов в лабораторных и натурных условиях, выявившие нарушение комфортного состояния человека во время эксплуатации обуви, служат обоснованием для гигиенических рекомендаций промышленным предприятием и технологическим институтам по усовершенствованию технологии изготовления того иди иного изделия.

Основным критерием гигиенической оценки служит массовая опытная носка применительно к реальным условиям эксплуатации в различные сезоны года и в различных климатических районах.

В том случае, если в условиях массовой носки с применением опросных анкет выявлены у отдельных лиц /1% и более/ явления кожно-раздражающего и сенсибилизирующего действия, то должны быть даны гигиенические рекомендации для исключения химического компонента, вызывающего отрицательные явления.

Заключение

Искусственным обувным материалам относят искусственную кожу, резину, обувные картоны, пластмассу.

Безопасность важна для всех видов обуви и является значимой для всех потребительских сегментов.

Определить безопасность обуви потребителям затруднительно. Потребители иногда могут косвенно судить о безопасности товаров. Например, обувь, изготовленная из синтетических материалов, является относительно вредной для здоровья, чем обувь, изготовленная с использованием кож.

Основными недостатками искусственных и синтетических кож является быстрое ухудшение внешнего вида в процессе носки, пониженные гигиенические свойства (гигроскопичность, воздухопроницаемость), высокая теплопроводность, недолгий срок носки готового изделия, жесткость.

Учитывая, что обувь являются наиболее массовым видом продукции народного потребления, полноценная гигиеническая оценка должна осуществляться проведением всего комплекса вышеперечисленных методических приемов.