邵珂珂
防靜電鞋屬于特種勞動防護(hù)用品,穿防靜電鞋讓人體安全釋放攜帶的靜電電荷,是目前最有效和最可靠的消除靜電危害的方法之一。然而,通過多年來從事特種勞動防護(hù)用品檢測工作的經(jīng)歷發(fā)現(xiàn),特種勞動防護(hù)鞋類中的防靜電鞋,其檢測不合格率遠(yuǎn)高于其他鞋類。
根據(jù)GB21146-2007《個體防護(hù)裝備 職業(yè)鞋》和GB/T20991-2007《個體防護(hù)裝備 鞋的測試方法》標(biāo)準(zhǔn)要求,對防靜電鞋進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn),干燥條件下,電性能測試不合格,是造成防靜電鞋不合格率居高的首要因素,這也是防靜電鞋性能檢測的最重要項目。進(jìn)一步探究原因發(fā)現(xiàn),防靜電鞋墊的質(zhì)量,已成為影響防靜電鞋電性能合格與否的最大影響因素。
為此,本文通過針對性的檢測方案,讓讀者直觀地了解防靜電鞋墊在防靜電鞋防護(hù)性能中的重要作用,切忌用普通鞋墊替代防靜電鞋墊,這種做法會使防靜電鞋徹底喪失靜電防護(hù)性能,從而導(dǎo)致事故傷害的發(fā)生。
靜電危害的預(yù)防
靜電是一種特殊的能量,由靜電放電產(chǎn)生的點火能量,足夠引燃具有易燃易爆性質(zhì)的物質(zhì)。在干燥的冬季, 人與金屬材料接觸或者人與人接觸,時常會感受到靜電放電,相應(yīng)地,人體也會感受到放電帶來的刺痛。
在實驗室里,靜電能讓某些精密儀器的指針偏離正確位置,能讓顯示屏吸附大量的負(fù)電荷和灰塵,但是靜電帶來的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。在高速發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)社會,靜電放電能擊穿電子行業(yè)的集成電路,能引起炸藥意外爆炸,在石油化工企業(yè)中,靜電引起的火災(zāi)爆炸不計其數(shù),甚至還曾使得火箭和導(dǎo)彈發(fā)射失敗。
據(jù)研究,如果人體與大地絕緣,環(huán)境相對濕度在50%以下,靜電就會在人體長時間停留,隨著時間增長,電荷越聚越多,從而使人體靜電電位也越來越高。如果此時處于易引起火災(zāi)爆炸的危險場所,需穿著防靜電鞋,以起到防護(hù)作用。
防靜電鞋的原理,就是通過防靜電鞋使人體與大地相連接,從而達(dá)到安全泄放人體攜帶的靜電電荷的目的,這是目前最有效和最可靠的方法。值得一提的是,穿防靜電鞋時,配合使用防靜電服、防靜電襪,可以達(dá)到最佳效果。
目前,防靜電鞋有膠底皮鞋、聚氨酯皮鞋、膠底布鞋、聚氨酯底布鞋、全橡膠鞋、全聚合鞋6個品種,前4個品種規(guī)格型號可分為膠粘、模壓、注射、線縫4種。目前市面上最廣泛的是膠底皮鞋(膠粘)和聚氨酯皮鞋(注射)兩類鞋。
防靜電鞋墊作用對比
所謂防靜電鞋,是指按GB/T 20991-2007《個體防護(hù)裝備 鞋的測試方法》中5.10的要求測量時,電阻值≥100 kΩ和≤1 000 MΩ的鞋。該標(biāo)準(zhǔn)對防靜電鞋的電阻測試是這樣要求的,分別將鞋子在干燥條件下放置7天,即(20±2)℃、相對濕度(30±5)%;在潮濕條件下放置7天,即(20±2)℃、相對濕度(85±5)%。
在防靜電鞋電性能測試中發(fā)現(xiàn),目前,大部分企業(yè)生產(chǎn)的防靜電鞋的外底和中底的電性能,都可以做到符合標(biāo)準(zhǔn)要求。但是,防靜電鞋的電性能測試要求包括鞋內(nèi)活動墊。結(jié)合近幾年的防靜電鞋電性能檢測合格率情況發(fā)現(xiàn),防靜電鞋墊的質(zhì)量,已成為影響防靜電鞋電性能合格與否的最大因素。
為確定鞋墊對成鞋防靜電電性能影響程度的大小,實驗室分別選取3個批次的防靜電鞋進(jìn)行對比試驗。由于環(huán)境濕度對靜電積聚影響很大,因此,同批次的鞋子在潮濕條件下的電性能合格率比干燥條件下大很多。
鑒于這個因素,這次對比試驗只測試干燥條件下的防靜電電性能。實驗室環(huán)境設(shè)定于干燥條件(21℃、相對濕度30%),三個批次的鞋子均在此干燥條件下處理7天,測試環(huán)境也是這個干燥的溫濕度條件。三雙鞋子的樣品編號分別為A-1、A-2、B-1、B-2、C-1、C-2,判定原則是,測量電阻值R,100 kΩ≤R≤1 000MΩ即為合格。
對三雙鞋子分別進(jìn)行含鞋墊成鞋電性能測試,去除鞋墊成鞋電性能測試,得出表1、表2數(shù)據(jù)。
對比表1和表2發(fā)現(xiàn),鞋墊對成鞋電阻值影響較大。去除鞋墊的三雙樣品均合格,而含鞋墊的三雙樣品僅一雙合格。從對比數(shù)據(jù)中可發(fā)現(xiàn),鞋C樣品去除鞋墊前后電阻值相差較小,而且左右兩只鞋子的電阻數(shù)值相近且較好,因此,決定選用鞋C的鞋墊,替代不合格的鞋A和鞋B中的鞋墊,再進(jìn)行成鞋電性能測試,得出表3數(shù)據(jù)。
從表3實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),原來不合格的鞋A和鞋B換上鞋C的鞋墊后,測試結(jié)果均合格。由此,從表1、表2、表3中,可以很直觀地看出三雙成鞋鞋墊的防靜電性能優(yōu)劣,影響了成鞋防靜電電性能的合格與否。
防靜電鞋墊合格的關(guān)鍵要素
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)可知,防靜電鞋的質(zhì)量把控,關(guān)鍵在于將成鞋電阻調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)要求,無論是聚氨酯底還是膠底皮鞋,制作防靜電鞋外底都涉及抗靜電劑的選用,一種是加入導(dǎo)電炭黑,另一種是加入抗靜電劑ASA。
導(dǎo)電炭黑最好選用導(dǎo)電性能良好的乙炔炭黑??轨o電劑分子具有極強(qiáng)的極化能力,它可以吸附并極化空氣中的水分,通過吸收環(huán)境中的水分,降低材料表面電阻率,達(dá)到抗靜電目的,因此對環(huán)境濕度的依賴性較大。也就是說,環(huán)境濕度越高,抗靜電劑分子的吸水性就越強(qiáng),抗靜電性能就越顯著。
在防靜電鞋的制作過程中,要加入內(nèi)底以及涂刷粘合劑,這會在人體與外底之間形成隔離層,如何保證隔離層的導(dǎo)通是一個很關(guān)鍵的問題,它直接關(guān)系到防靜電鞋的成敗。
以目前市場銷售最多的聚氨酯底防靜電皮鞋為例,一般在鞋的中底前掌預(yù)留4個孔,然后再將鞋底聚氨酯材料與抗靜電劑混合物一起注射,由于預(yù)先留有4個孔,所以聚氨酯材料和抗靜電劑混合物會滲透覆蓋4個孔洞,從而使中底起到防靜電的作用。
很多時候,抽掉防靜電鞋墊,通常會在鞋前掌看到4個黑色圓孔,這4個孔就是重要的導(dǎo)電電極,其作用就是將外底、內(nèi)底、鞋墊三個層面導(dǎo)通。由于人們對鞋類外觀的要求,也有不少企業(yè)采用中底材料不預(yù)留4個孔的制作工藝,將抗靜電劑通過涂布、噴涂或浸漬等方法,使之附著在中底材料表面 , 再經(jīng)過室溫或熱空氣干燥,形成抗靜電涂層,這種做法同樣可以達(dá)到防靜電效果。如果在制作中底的過程中,結(jié)合兩種工藝制作內(nèi)底,那將對成鞋的防靜電性能起到更好的作用。
目前,市面上最常見的防靜電鞋墊有5種,皮革材料(前掌加縫含金屬導(dǎo)電絲纖維)類型、PU(聚氨酯)或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)材料(前掌加縫含金屬導(dǎo)電絲纖維)類型、 PU或EVA材料(前掌有鉚釘將鞋墊下方小片金屬網(wǎng)與鞋墊固定)類型、PU或EVA材料(前掌鉚釘)類型、環(huán)保高聚合綿(保麗優(yōu)、海波麗等材料加入抗靜電劑熱壓沖壓成型)類型。
無論是何種材料的防靜電鞋墊,導(dǎo)電原理一般都是通過導(dǎo)電介質(zhì)(如金屬導(dǎo)電纖維、鉚釘、金屬網(wǎng)片、抗靜電劑等),經(jīng)過中底導(dǎo)電電極或防靜電材料連通外底,將人體的靜電導(dǎo)入大地。
值得一提的是,鞋墊前掌縫制金屬導(dǎo)電絲纖維或金屬網(wǎng)的防靜電鞋,其防靜電性能會受金屬導(dǎo)電絲纖維縫制的長度、形狀、面積、位置,以及金屬導(dǎo)電絲含量等因素的影響;未采取防靜電中底材料而僅靠前掌4個導(dǎo)電電極的防靜電鞋,極易導(dǎo)致與導(dǎo)電電極接觸不良或者接觸面積不夠,從而阻斷靜電釋放渠道,最終使防靜電成鞋電性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合比較,熱壓成型的環(huán)保高聚合綿類型的防靜電鞋墊,其抗靜電性能較好,值得推廣。
結(jié)合近幾年作者進(jìn)行防靜電鞋檢測工作的經(jīng)歷可以得出,防靜電鞋電性能合格與否的關(guān)鍵,在于防靜電鞋墊質(zhì)量優(yōu)劣。在此呼吁生產(chǎn)企業(yè)不要忽視防靜電鞋墊的質(zhì)量,在競爭激烈的勞防鞋市場,大家不能一味為了降低成本而忽視產(chǎn)品質(zhì)量。雖然防靜電鞋墊至少4元一雙的成本,對于現(xiàn)在普遍售價80元左右一雙的勞防鞋市場來說,成本比例不算少,但如果因為一雙鞋墊導(dǎo)致產(chǎn)品不合格,又得不償失,更何況防靜電鞋對于眾多的精密電子、軍工、石油化工等行業(yè)是必不可缺的防護(hù)用品。
特種勞動防護(hù)用品不是一般的民用鞋,企業(yè)購買防靜電鞋給員工,是為了避免由靜電引發(fā)的生產(chǎn)安全事故,避免發(fā)生人身安全事故和財產(chǎn)損失,所以請一定要守住防靜電鞋的質(zhì)量生命線。
編輯 ? 鄭 君