CC BY
36
УДК 685
И. Ш. Абдуллин, Л. Ю. Махоткина, Н. В. Тихонова,
Е. А. Емельцова
НАТУРАЛЬНАЯ КОЖА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ВЕРХА ОБУВИ, МОДИФИЦИРОВАННАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ЕМКОСТНЫМ РАЗРЯДОМ
Ключевые слова: заготовка верха обуви, формоустойчивость, модификация.
В данной работе исследовано влияние параметров обработки в потоке плазмы ВЧЕразряда пониженного давления на физико-механические свойства натуральной кожи для производства заготовок верха обуви. Приведены экспериментальные данные.
Keywords: Preparation of top offootwear, form preservation, updating.
In the given work influence ofparameters ofprocessing in a stream ofplasma of the high frequency capacitor category of the lowered pressure upon physicomechanical properties of a genuine leather for manufacture ofpreparations of top offootwear is investigated. Experimental data are resulted
Требования к качеству и ассортименту товаров народного потребления предопределяет необходимость постоянного совершенствования процессов изготовления продукции, улучшения качества производства и конкурентоспособности. Критерием конкурентоспособности изделия на рынке является оптимальное соотношение его стоимости и качества. Обувь относится к товарам народного потребления и служит для защиты стопы от внешних воздействий окружающей среды.
Требованиями к качеству обуви являются не только привлекательный внешний вид, но и сохранение удобной формы и размеров в процессе носки, а так же способность удерживать тепло во внутреобувном пространстве, обеспечивать удаление влаги, выделяемой стопой.
В процессе эксплуатации детали верха обуви подвергаются многократным деформациям изгиба, связанным с изменением формы и размеров стопы при движении человека, вследствие этого натуральные кожевенные материалы для обуви должны обладать высокой формо-устойчивостью. Форма обуви зависит от ряда факторов: от свойств используемых материалов, формы колодки, характера выполнения ряда технологических процессов изготовления, условий носки.
В настоящее время все большее внимание уделяется созданию изделий обувной промышленности с повышенной формоустойчивостью, так как используемые в качестве верха обуви материалы не всегда обеспечивают хорошую формовочную способность. Для решения этой проблемы необходима разработка новых технологий, материалов, оборудования. Учитывая вышесказанное, для получения материалов с улучшенной формовочной способностью и повышения формоустойчивости готовой обуви целесообразно проводить их модификацию. Основным фактором, определяющие качество обуви, являются физико-механические показатели используемых материалов. Одним из перспективных направлений совершенствования производства обуви является использование метода объемно-поверхностной модификации натуральной кожи для производства заготовок верха обуви путем обработки ее деталей высокочастотным емкостным разрядом (ВЧЕ) пониженного давления. В отличие от других видов низкотемпературной плазмы, обработка ВЧЕ-плазмой пониженного давления позволяет изменять физико-механические свойства кожи за счет изменения структуры поверхностных и глубинных слоев высокомолекулярных материалов. В связи с этим обработка материалов обувной промышленности на основе натуральной кожи в потоке плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления представляет большой научный и практический интерес.
В данной работе исследовано влияние параметров обработки в потоке плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на физико-механические свойства натуральной кожи для произ-
водства заготовок верха обуви. Обработка образцов осуществлялась на экспериментальной ВЧЕ-плазменной установке [1]. Модификация проводилась при следующих постоянных входных параметрах ВЧЕ-разряда: плазмообразующие газы аргон и пропан в соотношении 70% : 30%, напряжение (Ы)=1,5кВ, сила тока (1)=0,3 А, давление (Р)=26,6Па. Время обработки варьировалось от 1 до 15 минут.
Результат воздействия ВЧЕ-разряда пониженного давления на натуральную кожу для производства заготовок верха обуви оценивался по времени впитывания капли воды и стандартной методике определения физико-механических характеристик кожи, включающей получение деформационных характеристик на разрывной машине РМ-50 фирмы «Пласт» с компьютерным управлением. Данные эксперимента приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на характеристики натуральной кожи для производства заготовок верха обуви (режим плазменной обработки: смесь плазмообразующих газов аргона и пропана в соотношении 70% : 30%, напряжение (У) = 1,5кВ, сила тока (I) = 0,3А, давление (Р) = 26,6Па)
Наименование показателя Контрольный образец (без плазменной обработки) и = 1,5 кВ, I = 0,3 А, Р = 26,6 Па 1 = 1 мин и = 1,5 кВ, I = 0,3 А, Р = 26,6 Па 1 = 3мин и = 1,5 кВ, I = 0,3 А, Р = 26,6 Па 1 = 5 мин и = 1,5 кВ, I = 0,3 А, Р = 26,6 Па 1 = 7 мин и = 1,5 кВ, I = 0,3 А, Р = 26,6 Па 1 = 9 мин и = 1,5 кВ, I = 0,3 А, Р = 26,6 Па 1 = 11мин
Время впитывания капли 3120 3180 3260 3420 3600 3480 3360
воды, сек
Предел прочности при растяжении, МПа 11,5 13,2 12,2 15,7 18,7 12,8 11,6
Относительное удлинение, % 60,8 60,4 59,1 59,1 48,3 57,4 56,1
Анализ экспериментальных исследований показал, что максимальный положительный эффект плазменной обработки достигается при следующих постоянных входных параметрах ВЧЕ-разряда: плазмообразующие газы аргон и пропан в соотношении 70% : 30%, напряжение (и) = 1,5кВ, сила тока (I) = 0,3 А, давление (Р) = 26,6Па, время (1) = 7 минут. В этом режиме наблюдается наибольшее значение предела прочности при растяжении.
Применение в качестве плазмообразующего газа углеродсодержащего газа пропана позволяет придавать поверхности кожи гидрофобные свойства, что подтверждается увеличением времени впитывания капли воды на 10-15% при продолжительности обработки до 7 минут.
На рисунке 1 представлена зависимость предела прочности при растяжении образцов от продолжительности плазменной обработки. На графике видно, что при ВЧЕ-плазменной обработке достигается увеличение прочности натуральной кожи для производства заготовок верха обуви.
Результаты исследований влияния продолжительности плазменной обработки, при варьировании времени от 1 до 15 минут, на прочностные характеристики показали, что максимальное увеличение прочности при растяжении натуральной кожи для производства заготовок верха обуви составляет 60% и достигается при 7 минут и, а при обработке более 7 минут наблюдается уменьшение значения данного показателя.
Рис.1 - Зависимость предела прочности при растяжении от времени ВЧЕ-обработки
Уникальность этого метода заключается в комплексном улучшении потребительских характеристик натуральной кожи для производства заготовок верха обуви за счет объемного плазменного воздействия на них.
Применение метода объемно-поверхностной модификации натуральной кожи для производства заготовок верха обуви путем обработки ее деталей высокочастотным емкостным разрядом (ВЧЕ) пониженного давления. позволяет повысить конкурентоспособность отечественных товаров легкой промышленности.
Литература
1. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в динамическом вакууме капиллярнопористых материалов. Теория и практика применения: монография / И.Ш. Абдуллин, Л.Н. Абутали-пова, В.С. Желтухин, И.В. Красина. - Казань: Изд-во КГТУ, 2004. - 427 с.
© И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проректор КНИТУ; Л. Ю. Махоткина - д-р техн. наук, проф., зав. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ, mahotkina@kstu.ru; Н. В. Тихонова - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; Е. А. Емельцова - асп. той же кафедры.
