Evaluation of the Mechanical Parameters of Ultrasonically Welded Textile Composite Structures for Protective Footwear

Irzmańska, Emilia; Majchrzycka, Katarzyna; Adamus-Włodarczyk, Agnieszka; Brochocka, Agnieszka

doi:10.5604/01.3001.0013.0821

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Evaluation of the Mechanical Parameters of Ultrasonically Welded Textile Composite Structures for Protective Footwear

Autorzy

Irzmańska Emilia , Majchrzycka Katarzyna , Adamus-Włodarczyk Agnieszka , Brochocka Agnieszka

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

13_evaluation_of_the_mechanical_parameters of_ultrasonically_welded_fibres_2019_3.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.0821

Warianty tytułu

Ocena parametrów mechanicznych kompozytów tekstylnych zgrzewanych ultradźwiękami

Języki publikacji

Abstrakty

Textile materials are used in protective footwear due to their good mechanical and hygienic properties and to provide thermal insulation. This work presents a technological process of designing ultrasonically welded composite structures characterised by various densities of welding spots. The study involved three variants of composite structures made of three layers. The composite structures developed were tested in terms of mechanical properties and were statistically analysed in terms of the effects of welding spot density and reinforcing nonwoven thickness on the protective parameters. Inserts made of ultrasonically spot-welded textile composite structures may offer protective footwear users greater comfort in terms of mechanical resistance. The evaluation method proposed may be a useful tool in assessing textile composite structure inserts for protective footwear.

Tekstylne materiały kompozytowe są używane w obuwiu ochronnym do poprawy m.in. właściwości mechanicznych. W pracy przedstawiono analizę wpływu różnej gęstości punktów zgrzewających wykonanych metodą ultradźwiękową na parametry mechaniczne kompozytów pod kątem zastosowania ich w obuwiu ochronnym w postaci wkładek. Do badań wytypowano trzy warianty kompozytów będących przestrzenną strukturą utworzoną konstrukcyjnie z trzech różnych morfologicznie warstw włókienniczych. Statystycznie udowodniono, że możliwa jest poprawa tych właściwości poprzez zastosowanie optymalnej gęstości zgrzewów o określonej średnicy i rozmieszczanych regularnie, podczas procesu zgrzewania. Zaproponowany sposób oceny uwzględniający ocenę trzech kluczowych, z punktu widzenia użytkowania obuwia, parametrów mechanicznych (ścieranie, oddzieranie warstw i sztywność zginania) może być przydatnym narzędziem podczas oceny tekstylnych kompozytowych wkładek do obuwia ochronnego.

Słowa kluczowe

protective footwear composite structures insole ultrasonically welding

obuwie ochronne materiały kompozytowe właściwości mechaniczne zgrzewanie ultradźwiękowe

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2019

Tom

Vol. 27, no. 3 (135)

Strony

99--105

Opis fizyczny

Bibliogr. 37 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Irzmańska Emilia

emirz@ciop.lodz.pl

Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), ul. Wierzbowa 48, 90-133 Lodz, Poland

autor

Majchrzycka Katarzyna

Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), ul. Wierzbowa 48, 90-133 Lodz, Poland

autor

Adamus-Włodarczyk Agnieszka

Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), ul. Wierzbowa 48, 90-133 Lodz, Poland

autor

Brochocka Agnieszka

Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), ul. Wierzbowa 48, 90-133 Lodz, Poland

Bibliografia

1. Hibbert R. Textile Innovation: Interactive, contemporary and traditional materials. London: Line Westcombe Park Road, 2004; 24-27.
2. Mitsui M, Yoshida K, Ishii Y, Shirai K, Chonan Y, Okamura H. Hygienic Study on Shoes. Part 1: Effect of Shoe Materials on Wear Comfort and Microclimate Between Shoes and Skin. J Jpn Res Assoc Text End-uses 1999; 40(5): 333- 341.
3. ISO/TR 18690:2012. Guidance for the selection, use and maintenance of safety and occupational footwear and other personal protective equipment offering foot and leg protection. Technical Committee w ramach ISO (ISO/TC94/ SC3) 16.08.2012.
4. Scheffer M. Long term PPE perspective. HSME Magazine Health & Safety Middle East. 2012; 19: 25-33.
5. Garrett LJ, Zhou P. Hot-melt adhesive for non-woven elastic composite bonding WO2002053378A2. 2002.
6. Falkiewicz-Dulik M, Macura AB. Foot-wear hygiene in foot mycosis prophy-laxis (in Polish). Mikologia Lekarska 2006; 13(4): 265-271. ISSN 1232-986X.
7. Gulbiniene A, Jankauskaite V, Kondratas A. Investigation of the Water Vapour Transfer Properties of Textile Laminates for Footwear Linings. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2011; 19, 3(86): 78-81.
8. Brock RJ, Meitner GH. Nonwoven thermoplastic fabric. Patent US 4041203, 1977.
9. Berger RM. Polyethylene terephthalate sheath/thermoplastic polymer core bicomponent fibers, method of making same and products formed therefrom. Patent US 5633082, 1997.
10. Das D, Pradhan AK, Chattopadhyay R, Singh S N. Composite Nonwovens. Textile Progress. 2012; 44(1): 1-84, DOI: 10.1080/00405167.2012.670014.
11. Lang A, Schmalz E. A New Generation in Filter Media. INDA Filtration 2004.
12. Irzmańska E, Brochocka A, Majchrzycka K. Textile Composite Materials with Bioactive Melt-Blown Nonwovens for Protective Footwear. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2012; 20, 6A(95): 119-125.
13. Borreguero AM, Talavera B, Rodriguez JF, Valverde JL, Gonzalez JL, Carmona M. Enhancing the thermal comfort of fabrics for the footwear industry. Text Res J. 2013; 83(16): 1754-1763.
14. Bertaux E, Derler S, Rossi R, Zeng X, Koehl L, Ventenat V. Textile, Physiological, and Sensorial Parameters in Sock Comfort. Text Res J. 2010; 80(17): 1803-1810.
15. Velani N, Wilson O, Halkon BJ, Harland AR. Measuring the risk of sustaining injury in sport a novel approach to aid the re-design of personal protective equipment. Appl Ergon. 2012; 43(5): 883-890.
16. Akbar-Khanzadeh F, Bisesi MS, Rivas RD. Comfort of personal protective equipment. Appl Ergonom. 1995; 26(3): 195-198.
17. Mayer A, Korhonen E. Assessment of the protection efficiency and comfort of personal protective equipment in real conditions of use. JOSE 1999; 5(3): 347-360.
18. Irzmańska E, Brochocka A. Influence of the Physical and Chemical Properties of Composite Insoles on the Microclimate in Protective Footwear. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2014; 22, 5(107): 89-95.
19. Falkiewicz-Dulik M, Przyjemska L. Comfortable insoles (in Polish). Przegląd Skórzany 1997; 12: 487-489.
20. Irzmańska E. Microclimate in protective footwear (in Polish). Przegląd Włókienniczy WOS, 2011; 2: 35-38.
21. Barton JG, Lees A. Comparison of shoe insole materials by neural network analysis. Med Biol Eng Comput 1996; 34(6): 453-9.
22. Council Directive 89/686/EEC of 21 December 1989 on the approximation of the laws of the Member States relating to personal protective equipment, Official Journal of the European Communities, L. 399, 30.12.1989 with later amendments; Regulation (EU) 2016/425 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2016 on personal protective equipment and repealing Council Directive 89/686/EEC (Official Journal of the European Union L 81 of 31.3.2016)
23. Bendak A, El-Marsafi SM. Effects of chemical modification on polyester fibres. J Islam Acad Sci 1991; 4: 275-284.
24. DeMartino RN, Yoon HN, Buckley A. Improved comfort polyester. Part III. Text Res J 1984; 54: 447-458.
25. PN-73/P-04631. Metody badań wyrobów włókienniczych – Wyznaczanie sztywności zginania (eng. Textiles – test methods for nonwovens – Determination of bending lenght).
26. Irzmańska E, Stefko A. Simulation method for assessing the end of service life of gloves used by workers exposed to mineral oils and mechanical factors. Int J Ind Ergonom. 2015; 47: 61-71.
27. Krzemińska S, Irzmańska E. Preliminary Evaluation of the Ergonomic Properties of Gloves for Protection Against Mineral Oils Based on Manual Dexterity Tests. Journal of Testing and Evaluation (J Test Eval) 2013; 41: 875-882.
28. Irzmańska E. The impact of different types of textile liners used in protective footwear on the subjective sensations of firefighters. Appl Ergon. 2015; 47: 34- 42.
29. PN-EN ISO 20344:2012. Środki ochrony indywidualnej – Metody badania obuwia (eng. Personal protective equipment – Test methods for foodwear).
30. European document (recommendation for use) RfU10-087b.
31. PN-EN 1392:2007. Adhesives for leather and footwear materials – solvent-based and dispersion adhesives – testing of bond strenght under specified conditions (in Polish).
32. Wollina U, Abdel-Naser MB, Verma S. Skin physiology and textiles – consideration of basic interctions. Curr Probl Dermatol 2006; 33: 1-16.
33. Heide M. Spacer fabrics for medical applications. Klettenwirk-praxis 1998; 4: 15-20.
34. Heide M. Mattresses and cushions with thermoregulation. Book of Abstracts Medical Textiles 2001; 6.
35. Heide M, Zschenderlein D, Möhring U. Three-dimensional spacer fabrics in medicine. Proceedings of V International Scientific Conference MedTex, Łódź 2005; pp. 28-31.
36. Wollina U, Heide M, Müller-Litz W, Obenauf D, Ash J. Functional textiles in prevention of chronic wounds, wound healing and tissue engineering. Textiles and the skin. Curr Probl Dermatol 2003; 31: 82-97.
37. Application of the utility model of the Protective footwear insole application no. W.127975 [WIPO ST 10 / C PL127975U] to the Patent Office of the Republic of Poland on 2019-01-21, Applicant: Central Institute of Protection Work – National Research Institute, PSO Maskpol Spółka Akcyjna, Łódź Technical University.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-a14982b8-2abb-4011-8920-79f1ba0b5d89