TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Môi trường lao động ngành thép và yêu cầu đối với giày bảo vệ
1.1.1 Tổng quan về ngành thép Việt Nam
Khu liên hợp gang thép Thái Nguyên, cơ sở sản xuất đầu tiên của ngành thép Việt Nam, được xây dựng với sự hỗ trợ của Trung Quốc Nơi đây đã cho ra mẻ gang đầu tiên vào năm 1963, với công suất thiết kế đạt 100 ngàn tấn/năm.
Giai đoạn 1976 đến 1989, ngành thép Việt Nam đối mặt với nhiều thách thức do nền kinh tế đất nước rơi vào khủng hoảng Kết quả là sản lượng thép chỉ duy trì ở mức từ 40.000 đến 85.000 tấn mỗi năm, không có sự phát triển đáng kể.
Giai đoạn 1989-1995, dưới sự thực hiện chủ trương đổi mới và mở cửa của Đảng và Nhà nước, ngành thép Việt Nam đã bắt đầu tăng trưởng mạnh mẽ, với sản lượng thép trong nước vượt qua 100 ngàn tấn mỗi năm.
Thời kỳ 1996-2000, ngành thép Việt Nam ghi nhận mức tăng trưởng cao, với 13 liên doanh được thành lập, chủ yếu trong lĩnh vực cán thép và gia công Sản lượng thép cán đạt 1,57 triệu tấn, gấp 3 lần so với năm 1995 và 14 lần so với năm 1990, đánh dấu giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ nhất Ngành sản xuất thép trong nước ngày càng đa dạng, bao gồm Tổng công ty Thép Việt Nam, các doanh nghiệp nhà nước, liên doanh, công ty cổ phần, công ty 100% vốn nước ngoài và doanh nghiệp tư nhân Đến năm 2002, Việt Nam có khoảng 50 doanh nghiệp sản xuất thép xây dựng lớn, với 12 dây chuyền cán có công suất từ 100.000 đến 300.000 tấn/năm, phản ánh sự phát triển vượt bậc sau 10 năm đổi mới.
- Luyện thép lòđiện đạt 500 ngàn tấn/năm
- Công suất cán thép đạt 2,6 triệu tấn/năm (kể cả các đơn vị ngoài Tổng công ty Thép Việt Nam)
- Riêng Tổng công ty Thép Việt Nam đãđạt công suất cao và giữ vai trò quan trọng trong ngành thép Việt Nam, có công suất:
- Luyện cán thép đạt 470 ngàn tấn/năm
- Cán thép đạt 760ngàn tấn/năm
- Sản phẩm thép thô (phôi và thỏi) huy động được 78% công suất thiết kế;
- Thép cán dài (thép tròn, thép thanh, thép hình nhỏ và vừa) đạt tỷ lệ huy động 50% công suất[1].
Ngành thép Việt Nam hiện chỉ huy động 90% công suất trong sản xuất gia công sau cán như ống hàn và tôn mạ, nhưng vẫn còn kém phát triển so với các nước trong khu vực và thế giới Năng lực sản xuất phôi thép còn hạn chế, dẫn đến việc phụ thuộc vào phôi nhập khẩu, gây ra sản xuất không ổn định và chi phí cao Chất lượng sản phẩm chưa đồng đều, ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh và xuất khẩu Công nghệ và thiết bị của các nhà máy chủ yếu thuộc thế hệ cũ, với mức độ tự động hóa thấp và quy mô sản xuất nhỏ Mặc dù có một số cơ sở mới đạt tiêu chuẩn công nghệ hiện đại, nhưng ngành vẫn thiếu sản phẩm dẹt và chưa sản xuất được thép hợp kim cho cơ khí quốc phòng.
Quan điểm và mục tiêu chiến lược phát triển ngành thép Việt Nam tới năm
Tầm nhìn đến năm 2020 được đưa ra vào năm 2010 nhằm đáp ứng nhu cầu thép xây dựng của Việt Nam, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhập khẩu Dự báo nhu cầu sản phẩm thép sẽ tăng trưởng theo các giai đoạn: I - Tăng trưởng GDP (%); II - Tăng trưởng công nghiệp (%); III - Tăng trưởng sản xuất thép (%); IV - Tăng tiêu thụ thép (%); V - Bình quân đầu người (kg/người/năm).
Giai đoạn I II III IV V
Trong giai đoạn đầu, ngành thép sẽ tập trung phát triển các khâu hạ nguồn như sản xuất thép cán tròn xây dựng, thép cán tấm nóng và cán tấm nguội, sử dụng thép phôi, thép nhập khẩu và một phần thép phế liệu Song song với quá trình này, sẽ có sự đầu tư nâng cấp các cơ sở hiện có và nghiên cứu phát triển khâu thượng nguồn, nhằm sử dụng quặng sắt trong nước và một phần quặng sắt nhập khẩu, phù hợp với trình độ công nghệ đã phát triển.
1.1.2 Môi trường lao động ngành thép
Ngành công nghiệp thép và kim loại có tỷ lệ thương tích và bệnh tật cao so với các ngành khác, theo BLS Handbook Điều kiện làm việc trong ngành này thường khó khăn, nóng bức và tiềm ẩn nguy hiểm Quy trình sản xuất sắt và thép chủ yếu bao gồm luyện than cốc và kỹ thuật luyện gang Than cốc được sản xuất từ than đá, trong khi quặng sắt được nấu chảy để tạo ra gang Các lò luyện kim chứa quặng sắt, than cốc và đá vôi, với khí nóng giàu oxy được thổi vào từ dưới lò Carbon từ than cốc chuyển đổi quặng sắt thành thỏi sắt có chứa carbon, đồng thời thải ra khí monoxit carbon và dioxit carbon Đá vôi đóng vai trò chất gây cháy trong lò luyện, và ở nhiệt độ 1600°C, gang nóng chảy được thu gom ở phía dưới lò Lò được lấy ra định kỳ để sản xuất các thỏi kim loại, hoặc chuyển sang giai đoạn tiếp theo trong quy trình sản xuất thép Khí thải giàu monoxit carbon từ lò luyện được đốt cháy để làm nóng không khí, có thể được sử dụng làm nhiên liệu trong nhà máy thép.
Mục tiêu của sản xuất thép là làm giàu các thỏi sắt, giảm hàm lượng carbon và loại bỏ tạp chất ôxit Quá trình này chuyển đổi sắt thành kim loại có độ đàn hồi cao, cho phép rèn, tôi và chế tạo Để tạo hợp kim, có thể cần bổ sung thêm các chất khác, và trong quá trình này, có thể sử dụng nhiều loại lò luyện nóng chảy khác nhau.
Một số loại thép được sản xuất trực tiếp từ phế liệu kim loại hoặc các vật liệu chứa sắt, chủ yếu thông qua lò luyện hồ quang điện mà không cần quặng sắt hay than cốc.
Thép nóng chảy được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm như thanh, phiến, tấm và thỏi thông qua quy trình bao gồm các bước như scarfing, pickling, tôi, cán nóng, cán lạnh, đúc ép, mạ kẽm, phủ mặt, cắt và xẻ Các công đoạn này giúp sản xuất ra các sản phẩm thép đa dạng phục vụ cho nhiều nhu cầu khác nhau.
Các m ối nguy hại nghề nghiệp trong sản xuất sắt v à thép [7]:
Hình 1.1 Hình ảnh minh họa môi trường lao động ngành thép
Trong ngành công nghiệp sắt và thép, công nhân thường phải đối mặt với nhiều nguy cơ tiềm ẩn, dẫn đến tai nạn, chấn thương, thậm chí là tử vong và bệnh tật Dưới đây là những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra chấn thương và bệnh tật trong lĩnh vực này.
-Trượt, vấp và ngã từ độ cao nào đó
- Thiết bị không được bảo vệ
- Làm việc trong khoảng không chật hẹp
- Các máy móc di chuyển, băng chuyền, máy nâng và máy cẩu
- Tiếp xúc với các nguồn năng lượng kiểm soát được và không kiểm soát được
- Tiếp xúc với xơ sợi khoáng
- Hít thở hóa chất (khí, hơi, bụi và khói)
- Da tiếp xúc với hóa chất (chất ăn mòn như axit, kiềm, dung môi và các chất nhậy cảm)
- Tiếp xúc với kim loại, bề mặt nóng
- Bức xạ (bức xạ không ion và bức xạ ion)
- Tiếng ồn và rung động
-Cháy điện và chập điện (sốc điện)
- Công việc chân taynặng và lặp lại
-Đối mặt với nguồn bệnh
- Thiếu sự đào tạo về bảo hộ lao động
- Trang bị bảo hộ lao động không đầy đủ, không thích hợp và không được nghiên cứu
- Thiếu các phương tiện, trang thiết bị sơ cứu và cấp cứu
- Thiếu phương thiện y tế và bảo vệ xã hội.
Công nhân trong ngành công nghiệp sắt và thép thường phải đối mặt với nguy cơ chấn thương cơ và xương do thường xuyên nâng các vật nặng và thực hiện các công việc đòi hỏi mức độ vận động cơ học cao.
Môi trường lao động hiện đang đe dọa sức khỏe của công nhân, với tình trạng tai nạn lao động và bệnh tật gia tăng, trong khi công tác quản lý còn lỏng lẻo Một nghiên cứu của Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã chỉ ra sự gia tăng số lượng công nhân mắc bệnh điếc nghề nghiệp do làm việc trong môi trường có độ ồn vượt tiêu chuẩn Khảo sát tại 900 doanh nghiệp dệt may, 700 doanh nghiệp thép cơ khí, 400 doanh nghiệp da giày và 400 doanh nghiệp in cho thấy khoảng 20% điểm đo không đạt yêu cầu về độ ồn Ngành thép - cơ khí có tỷ lệ vi phạm cao nhất (48%), tiếp theo là ngành in (32%), ngành may và da giày Hầu hết các xưởng sản xuất không áp dụng biện pháp chống ồn, dẫn đến tình trạng sức khỏe kém Kết quả khám thính lực cho hơn 4.000 công nhân cho thấy có 1.200 người bị giảm thính lực và 220 người mắc bệnh điếc nghề nghiệp.
Tai nạn lao động đang trở thành một mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe và tính mạng của người lao động, bên cạnh bệnh điếc nghề nghiệp Theo Viện Y học lao động và vệ sinh môi trường, số vụ tai nạn lao động trên toàn quốc có xu hướng gia tăng, với trung bình hơn 4.600 vụ mỗi năm, dẫn đến hơn 500 người chết và gần 5.000 người bị thương Tại chương trình “Đối thoại cùng chính quyền TP” vào cuối tháng 4, nhiều công nhân đã bày tỏ sự bức xúc về việc điều kiện lao động không được cải thiện, trong khi tai nạn lao động vẫn tiếp tục gia tăng.
1.1.3 Các yêu cầu đối vớigiày bảo vệ sử dụng trong ngành thép
Vật liệu làm lớp chi tiết bên ngoài giày bảo vệ và yêu cầu đối với chúng 13 1 Vật liệu làm “mũ giày” bảo vệ
Giày được cấu tạo từ hai phần chính: đế giày và mũ giày Mũ giày, hay còn gọi là phần bao phủ bề mặt mu bàn chân, thường bao gồm ba lớp chi tiết Lớp chi tiết bên ngoài, hay còn gọi là mũ giày (upper), lớp chi tiết lót (lót mũ giày) tiếp xúc trực tiếp với mu bàn chân, và lớp chi tiết tăng cường nằm giữa hai lớp trên nhằm ổn định hình dạng của mũi giày.
Phần đế giày bao phủ lòng bàn chân và bao gồm ba lớp chính: lớp chi tiết bên ngoài gồm đế và gót giày, lớp lót giày tiếp xúc trực tiếp với lòng bàn chân, và lớp đệm giữa giúp tăng cường sự thoải mái.
Lớp chi tiết bên ngoài của mũ giày đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hình dạng, kiểu dáng và thẩm mỹ của giày Nó không chỉ bảo vệ mà còn phải chịu được tác động từ môi trường bên ngoài, do đó cần đáp ứng các yêu cầu về tính chất cơ lý và tính thẩm mỹ.
Lớp lót giày là các chi tiết bên trong giày, bao gồm phần mũi và đế, tiếp xúc trực tiếp với bàn chân Chi tiết lót giày, hay còn gọi là lót mặt, có chức năng cách ly bàn chân khỏi đế giày Lớp lót này thường phải chịu tác động mạnh từ bàn chân, dẫn đến mài mòn, ẩm ướt, mồ hôi và vi sinh vật Do đó, lớp lót đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vệ sinh và sinh thái cho bàn chân, yêu cầu các tính chất vệ sinh và sinh thái nghiêm ngặt.
Trong sản xuất giày, mũ giày thường được làm từ các vật liệu như da thuộc, vải, giả da và các loại vật liệu khác như PU xốp và xốp EVA Da thuộc và vải dệt từ xơ sợi cellulose, đặc biệt là cotton, là những lựa chọn phổ biến nhất do đáp ứng tốt các yêu cầu vệ sinh và công nghệ Đối với giày bảo vệ, đặc biệt trong ngành thép, các vật liệu chính được sử dụng cũng rất đa dạng và chuyên biệt.
1.2.1 Vật liệu làm“mũ giày” bảo vệ Để làm các chi tiết bên ngoài của mũ giày bảo vệ người ta thường sử dụng da thuộc, vải dệt thoi và giả da (còn gọi là vải tráng phủ), cũng như kết hợp một số vật liệu khác.
Da thuộc được ưa chuộng trong sản xuất các chi tiết bên ngoài và lót mũ giày nhờ vào tính năng tiện nghi vượt trội như hút ẩm, thải nước và thông hơi tốt Ngoài ra, chúng cũng đáp ứng các yêu cầu công nghệ sản xuất như độ giãn, tính đàn hồi và sự ổn định hình dạng, làm cho da thuộc trở thành lựa chọn lý tưởng cho đế giày và lót giày.
Da có cấu tạo phức tạp, chủ yếu bao gồm protit, trong đó collagen chiếm từ 50 đến 80% và các chất không phải protit collagen chiếm 20 đến 50% Đặc biệt, trong lớp bì, collagen chiếm hơn 80% Khi thủy phân, protit tạo ra 20 aminoaxit khác nhau, trong đó collagen chứa 18 loại aminoaxit Các aminoaxit này liên kết với nhau thông qua các mạch peptít của protit, tạo nên cấu trúc đặc trưng của da.
Collagen có cấu trúc hóa học và mạch khác biệt so với các protein khác, với bốn bậc cấu trúc phức tạp Khoảng 700 đến 800 phân tử collagen kết hợp tạo thành một sợi mịn có đường kính khoảng 100 nm Nhiều sợi mịn này (từ 200 đến 1000) kết hợp thành các sợi thành phần, và từ 30 đến 300 sợi thành phần liên kết với nhau tạo thành các sợi lớn hơn Các sợi này đan xen tạo nên lớp bì của da Mỗi phân tử collagen gồm ba mạch peptide, mỗi mạch chứa khoảng 1052 amino acid.
Hình 1.6 Công thức chung của aminoaxit (a) và mạch polypeptit (b)
Các tính chất cơ bản của da chủ yếu phụ thuộc vào colagen, với cấu tạo hóa học và các đặc điểm của nhóm chức quyết định tính chất của nó Da có những tính chất nhiệt khác nhau tùy thuộc vào loại da và chế phẩm, nhưng đều chung một đặc điểm là co và biến dạng khi gặp nhiệt độ cao Nhiệt độ biến dạng của các loại da khác nhau cũng khác nhau, nhưng đa số da có thể chịu được nhiệt độ lên tới 78°C mà không bị biến dạng.
Da có khả năng hấp thụ nước từ 20% đến 60%, nhờ vào sự hiện diện của các nhóm -NH2 và -COOH trong xơ collagen Mặc dù da có thể chịu được axit vô cơ và hữu cơ yếu, nhưng sự kết hợp giữa nồng độ cao và nhiệt độ có thể dẫn đến sự phá hủy da Độ bền của da khi tiếp xúc với axit phụ thuộc vào loại da, hóa chất sử dụng và quy trình thuộc da.
Da có độ bền kém hơn trong môi trường kiềm so với môi trường axit Khi kết hợp với nhiệt độ, da sẽ bị phá hủy nhanh chóng trong môi trường kiềm Mặc dù da chưa thuộc trong dung dịch NaOH 5% đã bị tổn hại, nhưng da sau khi thuộc có độ bền với kiềm cao hơn rất nhiều so với da chưa thuộc Độ bền này phụ thuộc vào loại da, hóa chất thuộc và quy trình thuộc.
Da cật nổi bật với độ bền cơ học cao, khả năng chịu mài mòn tốt và sức kéo ấn tượng So với da váng, da cật có độ bền vượt trội hơn Tính chất cơ học của da cật có thể thay đổi tùy thuộc vào loại da và phương pháp thuộc da được sử dụng.
Da thuộc có khả năng chịu nhiệt lên đến 200°C, nhưng khi tiếp xúc với nhiệt độ từ 130 đến 170°C trong thời gian dài, cấu trúc da không bị thay đổi nhiều Để tăng cường khả năng kháng nhiệt, da cần được xử lý đặc biệt Mũ giày bảo vệ thường sử dụng da cật, có bề mặt hoàn tất để tăng khả năng kháng nước, chịu nhiệt và mài mòn Da bò hoặc da trâu thuộc crôm với độ dày từ 1,5 đến 2 mm thường được sử dụng, có thể là da cật nguyên hoặc da cật xẻ Đôi khi, da váng (da lớp 2) được dùng cho chi tiết bên ngoài của giày bảo hộ trong môi trường khô ráo Da váng có thể được hoàn tất để tăng độ bền và tạo hình dáng giống da cật, nhưng các tính chất cơ lý và vệ sinh của nó kém hơn, thường được sử dụng cho mũ giày bảo vệ chất lượng thấp.
Giày bảo vệ có nhiều loại khác nhau, tùy thuộc vào môi trường sử dụng như nhiệt độ, hóa chất, nước và bụi bẩn Để đảm bảo tính năng bảo vệ, da và vật liệu mũ giày cần được xử lý đặc biệt, bao gồm chống thấm nước, tăng khả năng chống hóa chất và kháng cháy Việc xử lý da thuộc bằng pyrovatex giúp hạn chế khả năng cháy, đáp ứng yêu cầu bảo vệ cho người sử dụng.
Vật liệu làm lót mũ giày bảo vệ và yêu cầu đối với chúng
1.3.1 Vật liệu làm lót mũ giày bảo vệ Để làm lớp lót mũ giày bảo vệ người ta sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau: da thuộc, vải dệt thoi, vải dệt kim, vải không dệt và giả da tùy thuộc vào tính năng bảo vệ của giày.
Da thuộc được ưa chuộng làm lót giày bảo vệ nhờ tính năng hút ẩm, thông hơi và cách nhiệt tốt, giúp duy trì sự khô ráo và thoải mái cho bàn chân Với độ bền mài mòn cao cả trong điều kiện khô và ướt, da thuộc mang lại cảm giác mềm mại, thân thiện cho người lao động trong môi trường đặc thù Lớp lót giày đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bàn chân khỏi tổn thương và bệnh lý, đặc biệt khi vận động mạnh Do đó, giày bảo vệ chất lượng cao thường được thiết kế với lót mũ giày từ da thuộc.
Da lót giày thường được làm từ hai loại chính là da cật và da váng, với nguyên liệu từ da lợn, bò, và trâu Da cật thường có chất lượng thấp, không thích hợp cho mũ giày, trong khi da váng được ưa chuộng hơn nhờ vào tính tiện nghi và giá thành hợp lý Để đảm bảo độ mềm mại cần thiết cho lót giày, da thuộc crôm thường được sử dụng và được tẩm dầu hoặc mỡ.
Có nhiều loại da được sử dụng làm lót giày, chủ yếu là da lợn, da trâu, da bò mặt cật và da váng Mỗi loại da này có những đặc điểm riêng, nhưng đều được chọn lựa dựa trên tính chất phù hợp cho việc làm lót giày.
Da bò chiếm khoảng 70% tổng lượng da nguyên liệu, với khối lượng dao động từ 10 đến 13 kg, có thể lớn hơn ở các nước như châu Âu, Úc, và Mỹ Da thuộc thu được từ da bò có khối lượng từ 6 đến 11 kg Những loại da bò có khối lượng lớn hơn thường được thuộc crôm để sản xuất các chi tiết như mũ giày và đế trong Da bò từ các nước phát triển có khí hậu ôn đới thường có chất lượng cao hơn so với da bò từ các quốc gia đang phát triển hoặc ở vùng khí hậu nhiệt đới.
Da trâu là nguồn nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp thuộc da, với độ dày lớn hơn so với da bò Cấu trúc xơ của da trâu có các bó xơ thô và lỏng lẻo hơn, đặc biệt bề mặt nhăn nhiều ở phần cổ Do cấu trúc dày, da trâu và da bò thường được xẻ để giảm và cân bằng độ dày, tạo thành hai lớp: lớp da mặt cật và lớp da thứ hai (da váng) Lớp da váng thường được sử dụng để làm lót giày.
Da váng, được làm từ các chùm xơ collagen mỏng, đang trở thành lựa chọn phổ biến để làm lót giày nhờ vào tính mềm mại và khả năng thẩm thấu không khí, hơi nước tốt giống như da mặt cật Ngoài ra, giá thành của da váng thấp hơn nhiều so với da mặt cật, khiến nó trở thành lựa chọn hợp lý cho lớp lót giày Tuy nhiên, độ bền kém hơn so với da cật gây ra một số khó khăn trong quy trình sản xuất, đặc biệt là trong khâu gò mũi giày.
Da lợn là nguyên liệu phổ biến trong sản xuất lót giày nhờ vào nguồn cung lớn từ 250-450 triệu tấn mỗi năm tại Việt Nam Với độ bền mài mòn tốt và khả năng thông hơi cao, da lợn rất thích hợp cho lót mũ giày Ngoài ra, da lợn còn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như da nhung, da găng tay và da áo Cấu trúc đặc thù của da lợn, với lớp biểu bì liên kết yếu và lớp lông cứng, khiến việc xác định lỗi bề mặt trở nên khó khăn Lớp bề mặt xốp và sần sùi của da lợn không chỉ mang lại độ bền mà còn giúp thẩm thấu nước tốt Hơn nữa, giá thành của da lợn thấp hơn so với các loại da khác, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho lót giày.
1.3.1.2 V ải dệt thoi Để làm mũ giày bảo vệ người ta có thể dùng vải dệt thoi (vải bạt bông) bởi vì vải bông có các tính chất vệ sinh tốt đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh và công nghệ cho nhiều loại giày.
Vải bông, thường là vải bạt mỏng dệt từ sợi bông, được sản xuất theo các kiểu dệt chính như dệt vân điểm và vân chéo Do độ bền mài mòn ướt của vải bông 100% không cao, nó thường không được sử dụng để lót phần gót giày, mà chủ yếu được dùng cho lót phần mũi giày Để làm lót mũ giày, người ta chọn vải mỏng hơn so với vải làm chi tiết bên ngoài của mũ giày, với các loại vải lót có tính chất giữ nhiệt thấp và khối lượng nhẹ.
190 - 300 g/m 2 mật độ sợi trên 10cm theo sợi dọc là 220 - 420, theo sợi ngang là
200 - 300 Vải có lông tuyết có tính chất giữ nhiệt cao hơn và có khối lượng lớn hơn
Giày bảo hộ được sản xuất trong điều kiện lạnh thường sử dụng vải có mật độ 210 g/m², với mật độ sợi dọc lớn hơn 130 và ngang lớn hơn 110 Vải có cấu trúc một lớp rưỡi hoặc hai lớp được ưa chuộng, trong khi vải lót cho giày bảo hộ trong điều kiện bình thường thường được làm từ sợi bông hoặc hỗn hợp bông và sợi hóa học, giúp tạo ra các loại sợi có chỉ số cơ lý và tính chất vệ sinh cao.
Hiện nay, bên cạnh các loại vải bông truyền thống, thế giới đã phát triển các loại vải dệt chức năng cao nhằm cải thiện chất lượng và tính bảo vệ cho giày bảo vệ Hai vật liệu tiêu biểu trong số này là sympaTex và Gor-Tex.
SympaTex là loại vải kháng nước, không thấm nước nhưng vẫn có khả năng “thở”, được sản xuất theo giấy phép của SympaTex Technologies GmbH Vải này có màng không thông nước và không thông gió, thường được sử dụng làm lớp lót hoặc kết hợp giữa hai lớp vật liệu Cấu trúc 3 lớp của SympaTex mang lại độ bền cao và bảo vệ tốt hơn khỏi sự mài mòn từ cả hai phía bên trong và bên ngoài của quần áo hoặc giày.
Màng SympaTex được làm từ copolyme kỵ nước với khả năng cho hơi nước thoát ra ngoài, giúp vải "thở được" Bao gồm polyeste và polyether, màng này có độ bền cao và khả năng truyền ẩm tốt Với khối lượng chỉ khoảng 30 g cho một chiếc jacket và độ dày chỉ 1/100 mm, SympaTex là lựa chọn nhẹ, mỏng và bền bỉ Màng này có thể tái sử dụng và thân thiện với môi trường, đồng thời có độ giãn lên tới 300% và khả năng kháng thấm nước tốt, lý tưởng cho lót giày chất lượng cao.
Hình 1.12 Biểu tượng trên nhãn giày có lớp lót mũ giày làm từ màng SumpaTex
Gore-Tex là một loại vải chống thấm nước và có khả năng thông hơi, được phát triển và đăng ký thương mại bởi W.L Gore và các cộng sự Sản phẩm này là kết quả của sự hợp tác giữa Wilbert L Gore, Rowena Taylor và con trai ông, Robert W Gore, với mục đích ứng dụng trong lĩnh vực vũ trụ.
Hình 1.13 Biểu đồ của kết cấu vải cho quần áo mặc ngoài trời
Vật liệu làm chi tiết tăng cường và yêu cầu đối với chúng
Chi tiết tăng cường trong mũ giày bảo vệ bao gồm các yếu tố như ô dê và cánh lắc, giúp gia tăng độ bền Đồng thời, các chi tiết này cũng đảm bảo tính ổn định hình dạng của giày và tính năng bảo vệ, với pho gót và pho mũi đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ đôi chân.
Chi tiết tăng bền thường được sử dụng cho mũ giày và lót có độ dày nhỏ hoặc độ bền kéo đứt kém Vải dệt thoi vân điểm cotton pha polieste CVC mỏng (80-120 g/m2) thường được dán giữa chi tiết bên ngoài và chi tiết lót để tăng cường độ bền và ổn định hình dáng cho mũ giày Đối với mũ giày làm từ da thuộc có độ dày trên 1,5 mm, việc sử dụng các chi tiết tăng bền này thường không cần thiết.
1.4.1 Vật liệu làm pho mũi và yêu cầu đối với chúng
Pho mũi là yếu tố quan trọng trong giày, giúp duy trì hình dạng và bảo vệ bàn chân trong quá trình sử dụng Đặc biệt, đối với giày bảo vệ và an toàn, pho mũi có vai trò then chốt trong việc bảo vệ mũi bàn chân khỏi các tác động cơ học như ép hay nén từ các vật rơi Để chế tạo pho mũi, các vật liệu có tính cơ lý cao như thép không gỉ và composit thường được sử dụng.
Pho mũi bằng thép có độ dày từ 0,8-2,0 mm và khối lượng từ 50 đến 120 g/đôi Chất liệu chủ yếu là thép cứng mạ hoặc thép không gỉ, mang lại khả năng bảo vệ tốt với giá thành hợp lý Tuy nhiên, pho thép có nhược điểm là độ dày và trọng lượng lớn.
Pho mũi bằng composit được chế tạo từ nhựa composit cứng, với độ dày lên đến 2,5 mm và khối lượng nhẹ hơn pho mũi bằng thép khoảng 50 g/đôi Mặc dù có ưu điểm về trọng lượng, loại pho này có giá thành cao gấp 5 lần so với pho mũi bằng thép Tuy nhiên, do tính chất giòn hơn, pho mũi composit có thể bị vỡ khi chịu áp lực quá mức.
Hình 1.15 a Pho mũi bằng thép Hình 1.15 b Pho mũi bằng composit
Có thể sử dụng pho mũi bằng nhựa nhiệt dẻo từ poliuretan (TPU) cho giày, nhưng tính bảo vệ của nó kém hơn so với pho mũi bằng thép và composit Vì vậy, loại pho này thường được áp dụng cho các giày có yêu cầu thấp về độ bền va đập và ép nén phần mũi giày.
1.4.2 Vật liệu làm pho gót và yêu cầu đối với chúng
Pho gót giúp duy trì hình dạng phần gót phom của giày và bảo vệ nó khỏi va đập bên ngoài Trong quá trình sử dụng, các tác động mạnh thường xảy ra từ phía mũi bàn chân, do đó, vật liệu làm pho gót không cần yêu cầu đặc biệt và có thể sử dụng các loại vật liệu thông thường.
Da thuộc được ưa chuộng làm pho gót cho giày da thông thường và giày bảo vệ nhờ vào tính vệ sinh, đàn hồi và ổn định hình dạng cao, mang lại chất lượng vượt trội Tuy nhiên, việc sử dụng da thuộc cũng dẫn đến quy trình sản xuất giày phức tạp hơn, làm giảm năng suất và tăng giá thành pho gót cũng như giá thành giày Do đó, da thuộc thường được sử dụng cho pho gót giày da cao cấp và sản xuất thủ công.
Hiện nay, giày thông thường và giày bảo vệ thường sử dụng pho gót làm từ mex (chemi shet), một loại vải không dệt cứng với độ dày từ 1,5-2,5 mm Trong quá trình sản xuất, các dung môi như toluen được sử dụng để làm mềm và tan lớp keo liên kết các xơ trong mex Sau khi định hình và gia nhiệt, dung môi bay hơi, giúp pho gót có độ cứng cần thiết và duy trì hình dạng trong quá trình sử dụng, mặc dù tính đàn hồi của nó kém hơn pho gót làm từ da thuộc Đối với giày bảo vệ và giày thể thao cao cấp, pho gót nhựa PVC được sử dụng, được sản xuất dưới dạng đúc thành phẩm Trong quá trình sản xuất, pho gót được gia nhiệt để mềm, sau đó định hình và làm nguội để duy trì hình dạng, nhưng chi phí sản xuất cao do cần thêm công đoạn định hình.
1.4.3 Yêu cầu đối với vật liệu làm chi tiết tăng cường
Pho gót là một chi tiết quan trọng trong giày, ảnh hưởng đến trạng thái tổng thể của sản phẩm Yêu cầu chính là pho gót phải giữ được hình dạng ban đầu cho đến khi giày mòn Vật liệu làm pho gót nên là loại đàn hồi, có khả năng phục hồi hình dạng Mặc dù yêu cầu về tính chất vệ sinh không cao, nhưng lót giày cần có khả năng hút ẩm tốt để bảo vệ bàn chân Đối với giày bảo vệ, chức năng bảo vệ của pho gót cần được đặc biệt chú trọng.
Pho mũi cứng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ phần mũi giày khỏi các tác động bên ngoài và duy trì hình dạng của nó Trong khi đó, pho mũi mềm dễ dàng mất hình dạng khi chịu lực Đối với giày bảo vệ, các yêu cầu cơ bản cho pho mũi bao gồm hình dạng, kích thước, độ cứng va đập, khả năng chịu nén và độ bền với ăn mòn, đảm bảo không bị han gỉ trong quá trình sử dụng Các tiêu chuẩn cụ thể về tính chất cơ và hóa của pho mũi giày bảo vệ được quy định theo EN ISO 20345: 2004 (Thiết bị bảo vệ cá nhân - Giày bảo hộ).
Bảng1.3 Yêu cầu đốipho mũi giày bảo vệ
TT Tiêu chí Đơn vị Thông số theo tiêu chuẩn EN
1 Chiều dài làm việc của pho mũi xác định theoEN 12568 mm
2 Độ bền va đập của mũi giày
(pho mũi) theo EN 12568 mm
Sau khi chịu lực va đập 200 J ± 4J, chiều cao nhỏ nhất của pho mũi:
3 Độ bền ép nén của mũi giày
(pho mũi) theo EN 12568 mm
Sau khi chịu lực ép 15 kN ± 0,1 kN, chiều cao nhỏ nhất của pho mũi:
4 Độ bền ăn mòn của pho mũi mm 2 2,5, không quá 5 chỗ bị han gỉ
Đánh giá chất lượng vật liệu giày theo chỉ số chất lượng tổng hợp
Chất lượng vật liệu giày có thể được đánh giá qua nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp đánh giá trực quan là đơn giản và tiết kiệm nhất Phương pháp này dựa vào việc quan sát và xác định các lỗi trên vật liệu, chủ yếu tập trung vào các đặc trưng ngoại hình một cách chủ quan Hiện tại, phương pháp đánh giá trực quan thường được áp dụng trong kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất, hoặc kết hợp với các phương pháp khác để nâng cao độ chính xác Cơ sở của phương pháp này là so sánh hình dạng, kích thước và các lỗi gia công của vật liệu với các mẫu chuẩn.
Khi đánh giá chất lượng, người ta có thể phân loại và cấp lỗi cho các tiêu chí cần kiểm tra Điều này có thể thực hiện thông qua hệ thống điểm thống nhất hoặc kết hợp với việc xác định các tiêu chí cần thiết.
Phương pháp đánh giá chất lượng trực quan có ưu điểm là nhanh chóng, kinh tế và đơn giản, nhưng cũng tồn tại nhiều nhược điểm như tính chủ quan và chỉ đánh giá được chất lượng ngoại hình của vật liệu mà không lượng hóa được các tính chất Tuy nhiên, phương pháp này có thể được kết hợp với các phương pháp khác để đánh giá toàn diện các tính chất của vật liệu.
Việc đánh giá chất lượng vật liệu giày được thực hiện tại phòng thí nghiệm thông qua các phương pháp và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng Tùy thuộc vào loại vật liệu và mục đích sử dụng, các phương pháp phù hợp sẽ được lựa chọn Chẳng hạn, chất lượng vật liệu mũ giày và đế giày bảo vệ có thể được đánh giá dựa trên tiêu chuẩn F2413-05 của Mỹ hoặc theo tiêu chuẩn BS.
EN ISO 20345:2004– Personal protective equipment– Safty footwear của châu Âu
Phương pháp đánh giá chất lượng vật liệu giày hiện tại dựa trên các tiêu chuẩn cho phép đánh giá định lượng và chính xác ở nhiều mức độ khác nhau Tuy nhiên, phương pháp này chưa cung cấp cái nhìn tổng thể về chất lượng vật liệu giày, mà chỉ xác nhận rằng vật liệu đạt tiêu chuẩn đã đề ra, mà không xem xét tầm quan trọng của từng tiêu chí chất lượng Do đó, việc so sánh các loại vật liệu giày theo tiêu chuẩn gặp khó khăn trong việc định lượng tổng thể chất lượng.
Chỉ số tổng hợp là một chỉ số không có thứ nguyên, tổng hợp các tính chất cụ thể để đánh giá chất lượng của sản phẩm hoặc vật liệu Nó phản ánh toàn bộ tập hợp các đặc điểm, bao gồm tính bảo vệ, tính sử dụng, tính tiện nghi và tính thẩm mỹ.
Chỉ số tổng hợp K được áp dụng để đánh giá tính vệ sinh của giày [5, 6, 16,
Các chỉ số tính chất có thể được tính toán một cách linh hoạt và không giới hạn về số lượng, đồng thời cho phép xác định mức độ quan trọng của từng chỉ số thông qua việc sử dụng các hệ số Trong những trường hợp này, các chỉ số tổ hợp được tính bằng phương pháp trung bình.
1 i iXi , trong đó X i – Chỉ số tương đối của tính chất i, %; α i – Hệ số quan trọng của chỉ số X i , n– Số lượng chỉ số (tính chất).
X i = 100 z y i i , %, trong đó y i - Giá trị tính chất i của mẫu cần so sánh (mẫu thí nghiệm); z i - Giá trị tính chất i của mẫu chuẩn (mẫu đế đối chứng).
Phương pháp đánh giá chất lượng tổng hợp vật liệu giày dựa trên việc so sánh chỉ số chất lượng của vật liệu cần đánh giá với vật liệu mẫu chuẩn Các tiêu chí chất lượng vật liệu giày được xác định theo tiêu chuẩn quốc tế và trong nước Hệ số quan trọng của vật liệu giày được đánh giá dựa trên ý kiến của chuyên gia và người sử dụng, phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau Tiêu chí chất lượng của giày đạt tiêu chuẩn hoặc mẫu giày thông dụng có thể được sử dụng làm mẫu đối chứng Chất lượng vật liệu giày tỷ lệ thuận với giá trị chỉ số K, trong đó giá trị K của mẫu vật liệu đối chứng được quy định là 100.
1) Công nghiệp thép là ngành công nghiệp nặng quan trọng của nước ta, đã và đang có sự phát triển mạnh mẽ, vượt mức quy hoạch của chính phủ đến năm
Năm 2020, môi trường lao động trong ngành thép được đánh giá là khắc nghiệt và công việc thường nặng nhọc Việc đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người lao động trong ngành thép là rất quan trọng Các doanh nghiệp trong lĩnh vực này trên toàn thế giới phải tuân thủ Điều luật về An toàn và sức khỏe trong ngành công nghiệp sắt thép do Tổ chức Lao động Thế giới (ILO) có trụ sở tại Geneva, Thụy Sĩ ban hành.
2) Sử dụng trang bị bảo hộ lao động, trong đó có giày bảo vệ, là biện pháp hữu hiệu nhất để bảo vệ người lao động khỏi bị bệnh tật và chấn thương trong quá trình làm việc Các yêu cầu cơ bản đối với giày sử dụng cho lao động ngành thép là: phần đế giày phải chịu nhiệt và cách nhiệt, chống đâm xuyên; chống trơn trượt, chịu dầu; phần mũ giày chống va đập, ép nén; hạn chế cháy; giày thỏa mãn các yêu cầu vệ sinh và sinh thái: thông hơi, hút ẩm, hút nước, thải ẩm, thải nước, độ pH, hàm lượng CrVI trong da, độ bền màu, hàm lượng formandehyde trong vải.
3) Có thể sử dụng khá nhiều loại vật liệu để làm các lớp chi tiết khác nhau của mũ giày bảo vệ (bảng 1.4) Đối với giày sử dụng trong ngành thép có thể sử dụng các loại vật liệu như trong bảng sau đây để định hướng nghiên cứu lựa chọn mặt hàng vật liệu phù hợp.
Bảng 1.4 liệt kê các loại vật liệu chính được sử dụng để sản xuất giày bảo vệ, đồng thời chỉ ra các loại vật liệu mà nghiên cứu hướng tới trong việc lựa chọn giày bảo vệ cho công nhân ngành thép.
TT Cho lớp chi tiết
Vật liệu sử dụng cho giày bảo vệ
Vật liệu định hướng lựa chọn cho giày bảo vệ cho lao động ngành thép
1 Bên ngoài của mũ giày
Da thuộc Vải dệt thoi cotton, vải từ xơ sợi aramit Giả da (PU và PVC)
Da thuộc Vải dệt thoi cotton Giả da (PU và PVC)
2 Lót mũ giày Da thuộc
Vải dệt cotton, vải SympaTex, Gor-tex
Da thuộcVải cotton dệt vân điểmVải không dệt
Vải dệt kim (visatery) Vải không dệt campprela campprela
Da thuộc Chemi shet Nhựa PVC
4) Vật liệu làm giày bảo vệ cần đáp ứng các yêu cầu chung theo EN ISO 20345: 2004 (Personal protective equipment – Safty footwear) Ngoài ra vật liệu làm mũ giày (lớp chi tiết bên ngoài) cần đảm bảo yêu cầu về độ hạn chế cháy.
Để đánh giá chất lượng vật liệu giày bảo vệ một cách toàn diện, phương pháp đánh giá chất lượng tổng hợp có thể được áp dụng Phương pháp này kết hợp kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn với trọng số của từng tiêu chí chất lượng, từ đó tạo ra chỉ số chất lượng cho vật liệu giày.
