Nghiên cứu giày, ủng bảo hộ bảo vệ chống trơn trượt khỏi dầu mỡ động thực vật
ThS. Lê Đức Thiện & CTV Do đặc thù của môi trường làm việc, người lao động ngành Chế biến thực phẩm tươi sống và Thủy sản thường phải tiếp xúc với dầu mỡ động vật, nước dịch bẩn.... Để bảo vệ đôi chân, người lao động thường chỉ sử dụng ủng hoặc là dép nhựa thông thường. Các loại giày ủng này dễ trơn trượt, chóng hư hỏng và chất lượng cũng chưa được đánh giá. Hậu quả dẫn đến là có nhiều người lao động bị bệnh lở loét chân, bệnh nấm hoặc bệnh vẩy nến do tiếp xúc nhiều với dầu mỡ bẩn. Ngoài ra, có một số ca trượt ngã gây tai nạn cho người lao động.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới (Nga, Nhật, Hàn quốc…) đã nghiên cứu chế tạo và đưa vào sử dụng nhiều loại ủng chống nước, giày ủng bền dầu mỡ động thực vật cung cấp cho thị trường. Tuy nhiên,vì lý do giá cả khá cao nên các sản phẩm này chưa được tiêu thụ ở Việt Nam. Để góp phần cải thiện điều kiện làm việc, bảo vệ sức khoẻ cho người lao động, trong nhiều năm qua Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động và một số cơ quan liên quan đã thực hiện nhiều công trình nghiên cứu chế tạo giày, ủng phục vụ người lao động nhưng chưa có công trình nào nghiên cứu và chế tạo giày, ủng bền dầu mỡ động thực vật.
Năm 2008, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam và Viện nghiên cứu KHKTBảo hộ lao độngđã cho thực hiện Đề tài Mã số: 208/02/TLĐ: “Nghiên cứu chế tạo và đưa vào dùng thử một số mẫu giày, ủng cho công nhân ngành chế biến Thủy sản và thực phẩm tươi sống có tiếp xúc với dầu mỡ động thực vật”.
Mục tiêu của Đề tài là Chế tạo và đưa vào dùng thử 1 đến 2 mẫu giày, ủng bền dầu mỡ động thực vật cho người lao động làm việc trong các cơ sở chế biến thực phẩm tươi sống và thủy sản đạt tiêu chuẩn Việt Nam.
Các nội dung nghiên cứu và kết quả chủ yếu của đề tài như sau:
Khảo sát môi trường lao động và tình hình sử dụng Phương tiện bảo vệ các nhân (PTBVCN ) tại một số cơ sở chế biến dầu mỡ động thực vật và thủy sản cho thấy:
Các cơ sở sản xuất nói chung, chưa có trang bị đầy đủ PTBVCN
Chưa có nơi nào trang bị loại giày bảo hộ bền dầu mỡ động thực vật.
Một số cơ sở có trang bị ủng nhựa PVC (loại này có nhược điểm là dễ trơn trượt, hay đọng mồ hôi chân)
Các Yếu tố nguy hiểm, có hại chính:
Môi trường ẩm ướt, trơn trượt, mùi hôi tanh ...
Dầu mỡ động thực vật dính trên sàn và văng bắn, đặc biệt dính nhiều nhất là bếp chiên, rán mỡ.
Vật liệu làm giày ủng hầu hết là các loại cao su hoặc nhựa. Các loại vật liệu Polyme này khi tiếp xúc với dầu mỡ động thực vật thì thường bị trương nở, chảy nhão hoặc hóa rắn. Các tính năng cơ lý sau đó bị suy giảm nghiêm trọng và sau cùng là bị phá hủy.
Sở dĩ có hiện tượng trên là do tác động của các a xít béo có trong thành phần dầu mỡ động thực vật. Trong công nghiệp chế biến cao su, a xít béo được dùng làm mềm cao su trong quá trình gia công, phổ biến nhất là a xít stearic. A xít béo này là một chất thấp phân tử, nó có khối lượng phân tử nhỏ nên nó có khả năng luồn lách vào giữa các mạch đại phân tử polyme, làm cho khoảng cách giữa các mạch tăng lên, lực tương hỗ giữa các mạch, đoạn mạch giảm xuống. Điều này làm độ nhớt vật liệu polyme giảm, nó trương nở và trở nên linh động làm cho việc gia công thuận tiện hơn. Tuy nhiên, đối với các cao su thành phẩm thì nó lại làm giảm tính năng cơ lý và hư hỏng.
Cao su khi tiếp xúc với dầu mỡ động thực vật thường có hiện tượng trương nở, tăng khối lượng rất nhanh. Sau đó nó chảy nhão và hỏng
Đối với nhựa thường dùng làm giày dép như PVC, thông thường chịu dầu mỡ vô cơ khá tốt. Tuy nhiên, ở đây nó ngấm dầu mỡ động thực vật và sau đó trở nên cứng và gãy. Hiện tượng này được giải thích là do PVC có chứa một tỷ lệ lớn chất hóa dẻo, khi tiếp xúc với dầu mỡ động thực vật, các chất hóa dẻo này bị phân hủy làm cho nhựa bị cứng và co ngót.
Trên cơ sở hồi cứu tài liệu, nghiên cứu các tiêu chuẩn trong và ngoài nước hiện có về giày ủng bền dầu mỡ động thực vật, Đề tài đã đề ra một số các yêu cầu kỹ thuật cơ bản của loại sản phẩm này như sau:
2.1- Yêu cầu kỹ thuật của giày
Phần mũ giày: Tiêu chuẩn TCVN 7204-1:2002 (ISO 8782-1:1998; ISO 4649:1985
Bảng 1: Yêu cầu kỹ thuật của da làm mũ giày
| TT | Vật liệu | Độ dày (mm) | Độ bền xé (N) | PH | Độ hấp thụ nước |
| 1 | Da mũ | > 1 | >120 | > 3,5 | < 30 % sau 60 min và <2 g sau 30 min tiếp theo |
| 2 | Da lót | - | >30 | - | |
| 3 | Vải lót | - | >60 | > 3,5 |
Phần đế:Tiêu chuẩn TCVN 7204-1:2002 (ISO 8782-1:1998; ISO 4649:1985
Bảng 2: Yêu cầu kỹ thuật của đế giày
| TT | Phép thử | Chỉ tiêu | Yêu cầu kỹ thuật |
| 1 | Thử bền kéo | Bền kéo MPa{kG/cm2} | > 8 {81,6} |
| 2 | Dãn dài % | > 300 | |
| 3 | Thử lão hóa | Mức thay đổi độ bền kéo % | - 20 đến + 20 |
| 4 | Bền mòn | Với lực thẳng 10N trong 40m (thể tích bị mất) | <250mm3 |
| 5 | Độ bền uốn | Không có vết nứt > 4mm | > 30.000 (lần) |
Độ dày tối thiểu của lớp cao su đế: 4 mm
Độ dày tối thiểu của lớp cao su vân đế: 2,5 mm
Độ bền mối ghép các lớp đế: >4 N/mm
2.2- Yêu cầu kỹ thuật của ủng cao su :
Tiêu chuẩn TCVN 6408:1998 (ISO 2023.1994)
Phần mũ ủng
Bảng 3: Yêu cầu kỹ thuật của mũ ủng cao su
| TT | Phép thử | Chỉ tiêu | Yêu cầu kỹ thuật |
| 1 | Thử bền kéo | Cốt vải dệt thoi (MPa) | > 2,5 |
| 2 | Cốt vải dệt kim (MPa) | > 1,8 | |
| 3 | Độ bền uốn | >75.000 lần | |
| 4 | Thử lão hóa | Mức thay đổi độ bền kéo % | - 20 đến + 20 |
- Lão hóa nhanh: 168 giờ ở 70±2 0
Phần đế:
Bảng 4: Yêu cầu kỹ thuật của đế ủng cao su
| TT | Phép thử | Chỉ tiêu | Yêu cầu kỹ thuật |
| 1 | Thử bền kéo (đế ủng) | Bền kéo (MPa) | > 8,5 |
| 2 | Dãn dài (%) | > 250 | |
| 3 | Độ bền uốn | lần | > 75.000 |
| 4 | Thử lão hóa | Mức thay đổi độ bền kéo % | - 20 đến + 20 |
| Độ ngấm nước | - Sau 16 h (ngâm cách mép trên của ủng 75 mm) | Không ngấm nước |
Độ dày tối thiểu của lớp cao su đế: 3 mm
Độ dày tối thiểu của lớp cao su vân đế: 9 mm
Độ dày tối thiểu của lớp cao su gót: 25 mm
2.3- Yêu cầu về độ bền của giày ủng với dầu mỡ động thực vật.
Tiêu chuẩn TCVN 7281:2003 (ISO 6112.1992)
Ngâm các mẫu thử vào axit oleic 120±2 h tại 27±1 oC.
Sự thay đổi khối lượng mẫu thử sau khi ngâm: không vượt quá 2%
Sự thay đổi độ cứng sau khi ngâm không vượt quá 10 ShoreA
Da may mũ giày BHLĐ thường dùng là da cật hoặc váng cật. Các loại da mỏng hoặc da váng còn lại chỉ sử dụng làm da lót.
Đề tài đã tiến hành đánh giá một số mẫu da nguyên liệu dự kiến dùng làm mũ giày. Kết quả đánh giá như sau:
Bảng 5: Độ bền cơ lý một số loại da làm mũ giày
| TT | Tên chỉ tiêu | Mẫu 1 | Mẫu 2 | Mẫu 3 | Mẫu 4 | Mẫu 5 | YCKT |
| 1 | Độ dày (mm) | 1,9 | 2,0 | 1,6 | 1.40 | 1,30 | ≥1,0 |
| 2 | Độ bền xé (N) | 111 | 150 | 80 | 45 | 50 | > 120 > 30 |
| 3 | Đặc tính kéo căng (N/mm2) | 40 | 48 | 34 | 15 | 20 | > 30 > 15 |
| 4 | Độ PH | 4 | 3,5 | 4 | 4,5 | 4,5 | 3,5ữ5,0 |
| 5 | Độ hấp thụ nước sau 60’ (%) | 27 | 25 | 23 | 20 | 20 | ≤30 |
Mẫu 1, 2, 3 là loại da váng cật ; Mẫu 4, 5 là loại da lót mỏng
Căn cứ vào kết quả đánh giá và thị trường vật liệu, đề tài chọn loại da váng cật mẫu 2 và da lót mẫu 5 để làm mũ giày.
Lựa chọn nguyên vật liệu thử nghiệm
Để chế thử mẫu và sản phẩm, đề tài đã sử dụng một số các vật liệu chính sau:
Cao su tự nhiên (NR): Loại tiêu chuẩn xuất khẩu RSS1 50kg/kiện
Cao su Nitryl (NBR): Loại Kosyl-KNB35L của Hàn Quốc
Cao su Neopren (CR): Loại Skypren B5 của Nhật Bản
Bột PVC: LS100(K-67), LG chemical
Than đen HAF N330: LG chemical
Xít kẽm: 99,99 % Trung Quốc
DOP: LG chemical
Lưu huỳnh, xúc tiến D, xúc tiến M, TMTD, Phòng lão D của Trung Quốc
CaCO3 Ninh Bình, Cao lanh, Ba rít của Việt Nam
Tạo mẫu vật liệu thử nghiệm
Để thử nghiệm độ bền cơ lý của mẫu vật liệu, đề tài đã chế tạo một số mẫu:
Cán luyện: thực hiện trên máy cán 2 trục
ép mẫu: máy ép thủy lực LQ-30T có lực ép 30 tấn
Kích thước mẫu thử: 150x150x3
Thời gian lưu hóa: 6 đến 10 phút (tùy theo đơn pha chế)
Nhiệt độ lưu hóa: 140oC với cao su tự nhiên; 160oC với cao su tổng hợp.
Đề tài đã lựa chọn một số đơn pha chế xuất phát từ cao su Butadien Nitryl (NBR) và Clopren (CR) để thử nghiệm khả năng bền dầu mỡ động thực vật.
Máy ép thủy lực:
Đề tài đã sử dụng máy ép thủy lực để chế tạo các mẫu thử nghiệm.
TÍNH NĂNG KỸ THUẬT:
- Lực ép máy: 30 tấn
- áp suất làm việc: 120 kg/cm2;
- Công suất động cơ điện hệ thuỷ lực: 2.2 (KW)
- Công suất điện gia nhiệt khuôn: 2x2 KW
- Thời gian gia nhiệt từ 200C đến 2000C: 40 đến 45 phút
- Kích thước bàn máy: 300x300 (mm)
- Hệ thống điện động lực: 3 pha; 380V; điện điều khiển 220V
Các máy gia công khác:
*Máy luyện kín: - Máy của Trung Quốc. - Dùng sơ luyện và hỗn luyện
*Máy cán cao su 2 trục - Máy của Việt Nam - Dùng xuất tấm
- Máy nén khí
Khuôn ép mẫu thí nghiệm
Để thuận lợi cho việc chế tạo và đánh giá chất lượng mẫu vật liệu thử nghiệm, đề tài đã chế tạo 1 bộ khuôn nhỏ dùng ép mẫu cao su thí nghiệm. Khuôn có thể ép được các mẫu theo các kích cỡ: 150x150 dày từ 2 đến 5 mm
Với kiểu giày và các loại vật liệu đã chọn, đề tài đã làm thử một số lượng nhỏ để đánh giá chất lượng và triển khai dùng thử tại cơ sở. Do điều kiện công nghệ, đề tài chỉ làm mẫu giày kiểu BHLĐ thông thường mà không triển khai mẫu giày đế ép phun kiểu thể thao.
Mẫu giày này có đế cao su NBR, các thông số kỹ thuật như sau:
Trọng lượng: 0,9 đến 1,0 kg/đôi
Đế cao su NBR 0,4 kg/đôi
Độ dày đế không kể vân đế: 3,5 mm
Độ dày đế kể cả vân đế: 5 mm
Mũ da cật màu đen: 2 mm
Lót da mỏng: 1 mm
Pho mũi: thép chịu va đập
Công nghệ áp dụng: gò dán
Với kiểu ủng và loại vật liệu đã chọn, đề tài đã làm thử 30 đôi ủng. Các thông số kỹ thật như sau:
Trọng lượng: 1200 g; Vật liệu: cao su NBR; Độ dày đế không kể vân đế: 5 mm; Độ dày đế kể cả vân đế: 10 mm; Độ dày cao su má ủng: 2,5 mm; Chiều cao ủng: 310 mm; Lót trong: Vải cotton; Công nghệ áp dụng: ép cốt hơi.
Sau khi chế tạo lô sản phẩm đầu tiên, Đề tài đã tiến hành đánh giá tổng thể chất lượng giày và ủng theo các tiêu chuẩn: TCVN 7204-1:1993; TCVN 7281-2003; ISO 6112.1992; ISO 6910:1992 và JIS T 8101:1997
Đánh giá chất lượng giày:
Bảng 6: Kết quả đánh giá chất lượng giày bền dầu mỡ động thực vật
| TT | Chỉ tiêu đánh giá | Đơn vị | Kết quả ĐG | Tiêu chuẩn (YCKT) | Kết luận |
| 1 | Trọng lượng | g | 950 | ||
| 2 | Độ bền kéo | MPa | 18 | > 8 | Đạt |
| 3 | Độ dãn dài | % | 325 | > 300 | Đạt |
| 4 | Thử lão hóa (Mức thay đổi độ bền kéo) | % | 10 | - 20 đến + 20 | Đạt |
| 5 | Bền mòn (thể tích bị mất) (Với lực thẳng 10N trong 40 m) | mm3 | 150 | < 250 | Đạt |
| 6 | Độ bền uốn (Không có vết nứt > 4mm) | lần | > 40.000 | > 30.000 | Đạt |
| 7 | Độ dày tối thiểu của cao su đế: | mm | 8,5 | 6 | Đạt |
| 8 | Độ dày tối thiểu của cao su vân đế: | mm | 5 | 2,5 | Đạt |
| 9 | Thay đổi độ cứng sau khi ngâm trong a xít oleic theo tiêu chuẩn | ShoreA | < 1 | < 10 | Đạt |
| 10 | Thay đổi trọng lượng sau khi ngâm trong a xít oleic theo TC | % | < 2 | < 2 | Đạt |
So sánh với các chỉ tiêu đề ra, ta thấy giày chế thử đạt được các yêu cầu theo tiêu chuẩn.
Đánh giá chất lượng ủng:
Bảng 7: Kết quả đánh giá chất lượng ủng bền dầu mỡ động thực vật
| TT | Chỉ tiêu đánh giá | Đơn vị | Kết quả ĐG | Tiêu chuẩn (YCKT) | Kết luận |
| 1 | Trọng lượng | g | 1.200 | ||
| 2 | Độ bền kéo phần ống ủng (vải dệt thoi) | MPa | 9 | > 2,5 | Đạt |
| 3 | Độ bền uốn phần ống ủng (Không có vết nứt > 4mm) | lần | > 100.000 | > 75.000 | Đạt |
| 4 | Độ bền kéo phần đế ủng | MPa | 15 | > 8,5 | Đạt |
| 5 | Độ dãn dài phần đế ủng | % | 280 | > 250 | Đạt |
| 6 | Thử lão hóa (Mức thay đổi độ bền kéo) | % | 10 | - 20 đến + 20 | Đạt |
| 7 | Bền mòn (thể tích bị mất) (Với lực thẳng 10N trong 40m) | mm3 | 150 | < 250 | Đạt |
| 8 | Độ bền uốn (Không có vết nứt > 4mm) | lần | > 100.000 | > 75.000 | Đạt |
| 9 | Độ dày tối thiểu của lớp cao su đế: | mm | 5 | 3 | Đạt |
| 10 | Độ dày tối thiểu của lớp cao su đế gồm cả vân đế: | mm | 10 | 9 | Đạt |
| 11 | Độ dày tối thiểu của lớp cao su gót: | mm | 32 | 25 | Đạt |
| 12 | Thay đổi độ cứng sau khi ngâm trong a xít oleic theo tiêu chuẩn | ShoreA | 1 | < 10 | Đạt |
| 13 | Thay đổi trọng lượng sau khi ngâm trong a xít oleic theo TC | % | < 2 | < 2 | Đạt |
So sánh với các chỉ tiêu đề ra, ta thấy ủng chế thử đạt được các yêu cầu theo tiêu chuẩn.
Thử nghiệm, đánh giá chất lượng tại cơ sở sử dụng
Sau khi đánh giá độ bền của giày, ủng trong phòng thử nghiệm, Đề tài đã đưa giày ủng để sử dụng thử trong thực tế và tìm hiểu thêm các vấn đề có thể nảy sinh. Trên cơ sở các phát hiện, đưa ra các điều chỉnh cần thiết nhằm hoàn chỉnh thêm các sản phẩm, cũng như có đánh giá chính xác hơn về sản phẩm.
Số lượng thử nghiệm: Giày: 30 đôi; ủng : 30 đôi
Sau thời gian sử dụng 4 tháng, toàn bộ giày ủng đem thử theo đánh giá của người sử dụng cũng như kết quả trực quan trên sản phẩm thử nghiệm đều có độ bám, chống trơn trượt tốt nhờ vào đế cao su không bị trương nở hoặc bị cứng khi tiếp xúc với dầu mỡ động thực vật.
Như vậy sau một thời gian nghiên cứu, Đề tài đã chế thử thành công giày ủng bền dầu mỡ động thực vật. Các sản phẩm mẫu đã được đánh giá chất lượng theo các tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế trong phòng thí nghiệm và đem sử dụng trong thực tế đều đạt các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
Hy vọng kết quả nghiên cứu của Đề tài sẽ sớm được triển khai phục vụ người lao động.
- Lưu Văn Chúc; BCTK Đề tài: “Nghiên cứu chế tạo giày ủng chống xăng dầu mỡ” (Chương trình 58A, MS: 58A-04-01); Viện nghiên cứu KHKT-BHLĐ; Hà nội 1990.
- Lưu Văn Chúc, Lê Đức Thiện: BCTK Đề tài: “Nghiên cứu chế tạo giày ủng chịu axit-kiềm” (MS: 95/34/VBH); Viện nghiên cứu KHKT-BHLĐ; Hà Nội 1996.
- Trần Thanh Hương; BCTK Đề tài: “Nghiên cứu chế thử kem bảo vệ da cho công nhân chế biến thủy sản” (MS: 98/80/VBH); Viện nghiên cứu KHKT-BHLĐ; Hà Nội 1999.
- Trần Thanh Hương; BCTK Đề tài: “Nghiên cứu chế quần áo chống lạnh dùng cho công nhân làm việc trong các kho lạnh” (MS: 91/04/VBH); Viện nghiên cứu KHKT-BHLĐ; Hà Nội 1992.
- Đỗ Quang Kháng; BCTK Đề tài: “Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su Blend trong lĩnh vực kỹ thuật cao thay thế hàng nhập ngoại” (MS: 01C-01/03-2007-2); Viện Hóa hoc, Viện KH & CN Việt Nam; Hà Nội 2008.
- TCVN 3155-79: Giày bảo hộ lao động bằng da và vải. Danh mục chỉ tiêu chất lượng.
- TCVN 6408:1998: Giày, ủng cao su, ủng công nghiệp bằng cao su lưu hóa có lót. Yêu cầu kỹ thuật.
- TCVN 7280:2003 (ISO 6110): Giày ủng bằng chất dẻo đúc - ủng công nghiệp bằng PVC có lót hoặc không có lót chống hóa chất - Yêu cầu kỹ thuật.
- TCVN 7281:2003 (ISO 6112): Giày ủng bằng chất dẻo đúc - ủng công nghiệp bằng PVC có lót hoặc không có lót chống dầu mỡ động thực vật - Yêu cầu kỹ thuật.
- TCVN 7204-1 đến 8:2003 (ISO 8782:2000): Giày ủng an toàn và bảo vệ chuyên dụng.
- ISO 6910:1992: Giày ủng bằng chất dẻo đúc - ủng công nghiệp bằng Polyuretan có lót hoặc không có lót chống dầu mỡ động thực vật - Yêu cầu kỹ thuật.
- ISO 11393-3:1999: Phương pháp thử giày ủng.
Xem thêm:
Quần áo bảo hộ lao động tốt nhất, rẻ nhất tại Hà Nội
