CC BY
98
УДК 685.34.017.82
Н. В. Тихонова, Т. В. Жуковская, Л. Ю. Махоткина,
И. Ш. Абдуллин
К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ ФОРМОУСТОЙЧИВОСТИ ОБУВИ С ВЕРХОМ ИЗ КОМПЛЕКСНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НАТУРАЛЬНОЙ КОЖИ
Ключевые слова: формоустойчивость обуви, полимерный комплексный материал, показатели качества, деформация, высокочастотная плазма пониженного давления.
Повышение формоустойчивости обуви является актуальной задачей. Причиной снижения формоустойчивости является неудовлетворительное качество материалов верха обуви. В работе рассматривается возможность повышения формоустойчивости обуви с верхом из комплексного полимерного материала на основе натуральной кожи при помощи воздействия ВЧ-плазмы пониженного давления.
Keywords: dimensional stability of footwear, the polymeric complex material quality, strain, high-frequency low pressure
plasma.
Improving dimensional stability of footwear is an urgent task. The reason for reducing the dimensional stability is poor quality material uppers. We consider the possibility of increasing the dimensional stability offootwear with uppers of complex polymeric material based on natural leather with the impact of high-frequency low-pressure plasma.
В настоящее время, ведущими показателями качества повседневной обуви следует считать эстетические, к ним относятся: информационная выразительность, целостность композиции, рациональность формы, совершенство производственного исполнения, стабильность товарного вида. При этом свойством, непосредственно влияющим, и тем самым объединяющим, эстетические и эксплуатационные показатели качества обуви является формоустойчивость.
На обувных предприятиях, в ряде случаев, существует проблема низкой формоустойчивости готовой обуви. Происходит значительная усадка после снятия ее с колодки, обувь быстро теряет товарный вид и в процессе эксплуатации происходит значительное складкообразование и вылегание подноска. Причинами низкой формоустойчивости обуви, по мнению специалистов и исследователей является, прежде всего, неудовлетворительное качество кож верха, а также нарушение технологии изготовления обуви. Таким образом, проблема улучшения формоустойчивости обуви является актуальной задачей.
Под формоустойчивостью обуви принято понимать способность обуви сохранять приданную ей в процессе изготовления форму в течение требуемого периода времени в определенных условиях эксплуатации.
Степень подверженности обуви деформациям определяется свойствами материалов, конструкцией обуви (тип заготовки, соединения), методом крепления и технологией изготовления (режимы сушки, увлажнения, формования).
Так, исследователями установлено, что уменьшение размеров обуви после снятия ее с колодки происходит в среднем на 1-5% в поперечном направлении и на 1-3% в продольном направлении от первоначальных размеров. В процессе эксплуатации могут происходить увеличение размеров верха обуви в поперечном направлении до 6% и сокращение в продольном до 3%.
Установлено, что хорошую формоустойчивость обеспечивают кожи, имеющие верхний предел удлинения 40% для бесподкладочной обуви и 50% для обуви с подкладкой.
Остаточные деформации, полученные при одноосном растяжении - в пределах 4-10% для повседневной обуви и 6-12% для модельной обуви.
Таким образом материалы, используемые для изготовления обуви должны обладать необратимой положительной деформацией, или пластичностью, приформовываемостью, способностью под влиянием определенных воздействий принимать и сохранять форму стопы человека без значительных изменений внутренней формы и внешнего вида. При недостаточной приформовываемости обувь остается тесной и неудобной в эксплуатации. Благодаря эластичности верха обуви или восстанавливаемости, обеспечивается приспособляемость его к дневному ритму изменения размеров ноги.
Однако в обуви под различными видами нагрузок и прочих воздействий находятся не отдельные детали из различных материалов, а системы материалов, в нашем случае -материал верха, укрепляющий материал и материал подкладки. Слои системы могут быть соединены между собой по всей площади, в отдельных точках или по периметру. В случае если какие-то из слоев скреплены по всей их площади, есть основания говорить о комплексном материале. Таким образом, указанная система преобразуется в систему из полимерного комплексного материала на основе натуральной кожи (материал верха и укрепляющий материал) и материала подкладки.
Для исследования в качестве основы комплексного материала выбрана гладкая эластичная кожа хромового дубления с естественной лицевой поверхностью толщиной 1,11,3мм, выработанная по ТУ 8630-012-05431555-93 на ЗАО «Хром» г. Ярославль.
В качестве укрепляющего материала использовался трикотаж с термоклеевым покрытием, выработанный по ТУ 8729-001-26017127-2004 на ОАО «Невельтехпром» г.Невель, артикул Тр140-ХПЭ-210. Эластичность трикотажного полотна наиболее близка по свойствам выбранному виду кожи и обеспечивает оптимальную сохранность формы обуви.
Формирование полимерного комплексного материала происходит в условиях производства, в процессе операции дублирования деталей при температуре 90°С, времени воздействия - 8 секунд и при давлении 450г/см2. Операция дублирования проходит без предварительного увлажнения.
Улучшение как потребительских так и технико-экономических показателей качества указанного комплексного полимерного возможно путем модификации его свойств. Среди наиболее применяемых методов выделяют механические, физические, химические и физикохимические воздействия, главным образом, усовершенствованием отмочно-зольных, дубительных и отделочных процессов, наполнением смолами, жирами, восками, полимерами, красками и лаками.
В то же время плазменная обработка позволяет изменять физико-механические и физические свойства волокон дермы, что происходит за счет изменения структуры и пористости кожевой части комплексного материала. Эффект воздействия низкотемпературной плазмы определяется химической природой, строением обрабатываемого материала и технологическими параметрами плазмы. Установлено, что варьирование входных параметров электроплазменных процессов (мощность разряда, род плазмообразующего газа, расход плазмообразующей среды, давление в вакуумной камере, частота генератора) изменяет функциональные и технологические свойства кожевенных материалов. Существуют оптимальные режимы обработки, позволяющие получить материал с заданными свойствами.
Модификацию комплексного материала для верха обуви на основе натуральной кожи осуществляли путем воздействия ННТП в ВЧИ и ВЧЕ плазменных установках описанных в литературе [1, 2]. Режим плазменной обработки регулировался при воздействии ННТП ВЧИ разряда путем изменения времени воздействия плазмы 30-120 секунд, давления в разрядной камере 40-60Па, расхода смеси плазмообразующего газа аргона (98%) и пропан-бутана (2%)
0,03-0,08 г/с, силы тока 0,6-0.9А. При воздействии ННТП ВЧЕ разряда режим плазменной обработки регулировался путем изменения времени воздействия плазмы 60-600 секунд, силы тока 0,3-0,7А и напряжения 1,0-3,0кВ.
В качестве основных технологических свойств выбраны физико-механические свойства комплексного материала. Результаты испытаний образцов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Физико-механические характеристики комплексного материала до и после воздействия ННТП
Наименование показателя Контрольный образец Опытный образец
Предел прочности при растяжении, МПа 16,3 19,1
Напряжение при появлении трещин лицевого слоя 12,5 17,0
Устойчивость покрытия кожи к мокрому трению, цикл 75 100
Устойчивость покрытия кожи к многократному изгибу, балл 3 4
Из представленных результатов видно, что ВЧ - плазменная обработка деталей верха обуви из комплексного полимерного материала способствует повышению его предела прочности на многократный изгиб на 33% и усиливает сопротивление механическим воздействиям в процессе эксплуатации - за счет повышения напряжения при появлении трещин лицевого слоя на 36% и устойчивости покрытия к мокрому трению на 33%, повышая тем самым комплексный показатель формоустойчивости обуви.
Кроме того, обработка заготовки верха из натуральной кожи высокочастотной плазмой пониженного давления, не требует использования химических растворов, что позволяет уменьшить количество экологически вредных компонентов в процессе изготовления обуви.
Таким образом, разработанный комплексный материал не только лучше поддается формообразованию (обладает лучшей формовочной способностью), но и лучше сохраняет форму изделия в процессе эксплуатации, и, следовательно, применяя при изготовлении обуви комплексный полимерный материал на основе натуральной кожи, модифицированный ВЧ -плазмой пониженного давления можно добиться повышения показателей качества готовой продукции.
Литература
1. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в динамическом вакууме капиллярнопористых материалов. Теория и практика применения. / И.Ш. Абдуллин, Л.Н. Абуталипова, В.С. Желтухин, И.В. Красина. Издательство Казанского Университета, 2004. - 428с.
2. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в производстве обуви. Теория и практика использования: Монография/ И.Ш. Абдуллин, Л.Ю. Махоткина; Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2006. - 348с.
Н. В. Тихонова, Т. В. Жуковская, Л. Ю. Махоткина, И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук,
проректор КНИТУ В 16 номере
