CC BY
21
УДК 685.341.12
И. Ш. Абдуллин, Г. Н. Кулевцов, Т. В. Жуковская УЛУЧШЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ НАТУРАЛЬНОЙ КОЖИ ДЛЯ ВЕРХА ОБУВИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
(Сообщение 2)
Ключевые слова: кожа для верха обуви, функциональные свойства, неравновесная низкотемпературная плазма, технология.
Одним из самых важных показателей качества обуви является надёжность соединения деталей и узлов изделия. Ниточные и клеевые методы соединения деталей обуви широко применяются при изготовлении бытовой, производственной и спортивной обуви на кожаной и резиновой подошвах, они позволяют уменьшить число металлических крепителей, массу обуви и увеличить ее гибкость. Рассмотрена возможность улучшения функциональных свойств натуральной кожи, а именно ее способность образовывать прочные ниточные и клеевые соединения при помощи воздействия неравновесной низкотемпературной плазмы.
Keywords: leather shoe uppers, functional properties, the non-equilibrium low-temperature plasma technology.
One of the most important indicators of the quality of shoes is the reliability of the connection ofparts and components of the product. Thread and glue connection methods shoe parts are widely used in the manufacture of household, industrial and sports shoes with leather and rubber soles, they can reduce the number of metal binder, increase the weight of the shoe and its flexibility. The possibility of improving the functional properties of natural leather, namely its ability to form a strong thread and glue joints using non-equilibrium effects of low-temperature plasma.
Введение
В сообщении 1 рассмотрены варианты технологических решений производства кож для верха обуви из шкур КРС, позволяющих не только повысить физико-механические показатели полученного материала, но и улучшить прочность ниточного шва, в рамках работы по теме №14.577.21.001 «Разработка технологии управления микроструктурой натуральных материалов легкой промышленности для отраслей экономики Российской Федерации (энергетического, строительного, нефтехимического и оборонно-промышленного комплекса)». В данном сообщении, рассмотрено влияние предложенных технологических схем на способность натуральных кож для верха обуви образовывать прочные клеевые соединения при выполнении операций дублирования и склеивания.
Производство обуви клеевого метода крепления, технология которого связана с применением различных химических материалов, является одним из самых распространенных и составляет около 80% от всего объема выпуска обувной промышленности. Преимуществами данного вида крепления является хорошая гибкость и прочность соединяемых деталей без увеличения массы обуви, а так же равномерное распределение напряжений в соединяемых деталях. Кроме того, клеевой метод крепления требует меньших затрат на оборудование и материалы, и следовательно, является более экономичным, чем механические методы, что способствует повышению производительности труда, и внедрению многоассортиментных потоков в условиях быстрой сменяемости моделей.
Несмотря на то, что основной качественной характеристикой обуви является прочность крепления подошвы и значительный прогресс, в технологии клеевого крепления низа обуви, расширяющийся ассортимент применяемых материалов, одной из основных причин ее преждевременного выхода из
строя является нарушение соединения верха и низа. Таким образом, совершенствование технологии клеевого крепления обеспечит повышение уровня ее качества и конкурентоспособности, а так же устойчивый спрос.
Экспериментальная часть
Прочность клеевого соединения верха и низа обуви зависит от соотношения сил адгезии и коге-зии, обуславливаемых рядом факторов. Повышения адгезионной прочности клеевого соединения можно добиться проведением предварительной обработки поверхностей такими способами как взъерошивание, галогенирование, грунтование.
Повышение прочности при проведении механической обработки как верха, так и низа обуви в зоне контакта, обусловлено увеличением площади взаимодействия вследствие повышения шероховатости его поверхности, а также более глубоким прониканием адгезива в поры, образовавшиеся трещины и неровности субстрата.
Подошвенные материалы с целью образования на их поверхности адгезионно-активных центров, способных обеспечить прочное взаимодействие с функциональными группами адгезива подвергаются химической обработке. В обувной промышленности производят галогенирование подошв из ТЭП с целью приклеивания их к верху обуви из различных материалов. При этом наблюдается значительное увеличение прочностных характеристик клеевых соединений и проведение механической обработки подошв перед склеиванием становится не нужным. При этом, химическая обработка является экологически не безопасной операцией, так как при этом происходит активное загрязнение воздуха рабочей зоны и атмосферы парами органических растворителей.
Проведенные ранее исследования [1-2] показывают, что внедрение плазменной обработки на различных этапах производства кож для верха обуви и
заготовок верха обуви, позволяет существенно повысить качество получаемого материала и прочность клеевых соединений как в материале, так и в обуви.
Объектом данного исследования выбраны заготовки верха обуви из натуральной кожи из шкур КРС с покрытием. Испытания проведены на образцах натуральной кожи для верха обуви из шкур КРС в соответствии с ГОСТ 939-88, а так же на заготовках верха обуви из указанной кожи, с использовани-
ем клеевых композиций на основе полиуретанов и термоклеевого материала на основе этиленвинил-ацетата (ЭВА). Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 9292-82 и ГОСТ12.4.137-84. Сравнению подвергались контрольные образцы, соединенные после механической обработки поверхностей склеивания, и опытные образцы с предварительной обработкой в ННТП по технологиям 1-3. Результаты испытаний образцов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Изменение прочностных показателей клеевых соединений кож для заготовок верха обуви из шкур КРС в результате обработки ННТП и наночастицами серебра
Наименование показателя Результаты испытаний контрольной партии Результаты испытаний опытных образцов, полученных по технологии 1 Результаты испытаний опытных образцов, полученных по технологии 2 Результаты испытаний опытных образцов, полученных по технологии 3
Прочность клеевого крепления подошвы к верху обуви, Н/см 47 53 62 68
Прочность термосклеивания при дублировании, Н/м 205 220 280 326
В результате проведенных исследований, установлено, что прочность клеевого соединения образцов кож, выработанных по технологии 1, увеличивается на 12%, по технологии 2 - на 31%, а по технологии 3 - на 44% по сравнению с контрольными образцами. Прочность термосклеивания образцов кож, выработанных по технологии 1 увеличивается на 7%, по технологии 2 - на 36%, по технологии 3 -на 59% по сравнению с контрольными образцами.
Таким образом, как и в случае с прочностными характеристиками самого материала, и ниточного
крепления, наилучшими показателями обладают образцы, выработанные при помощи комплексной обработки наночастицами серебра и неравновесной низкотемпературной плазмой.
С целью изучения структурных изменений происходящих в натуральной коже в результате комплексной обработки наночастицами серебра и неравновесной низкотемпературной плазмой проведено исследование образцов материала методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. На рисунке 1 приведены фотографии поперечных
в г
Рис. 1 - Фотография поперечного среза кож (*1000): а - контрольный образец; б - опытный образец, выработанный по технологии 1 с использованием обработки наночастицами серебра, в - опытный образец, выработанный по технологии 2 с использованием обработки ННТП, г - опытный образец, выработанный по технологии 3 с использованием комплексной обработки
срезов образцов кож для верха обуви из шкур КРС, выработанных по традиционной технологии и по технологиям 1-3 при увеличении в 1000 раз. По фотографиям видно, что сосочковый слой обработанных образцов выравнивается по толщине и приобретает более равномерную, развитую, направленную структуру, что способствует увеличению адгезии клеевых композиций к коже при термосклеивании и клеевом соединении.
Таким образом, предлагаемые способы обработки представляют собой физическую модификацию структуры кожи, позволяет улучшить функциональные характеристики кож и изделий из нее, увеличивая прочность как самого материала, так и креплений деталей обуви и верха обуви с подошвой.
Литература
1. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в производстве обуви. Теория и практика использования: Монография/ И.Ш. Абдуллин, Л.Ю. Махотки-на; Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2006. - 348с.
2. Абдуллин И.Ш. Повышение качества комплексного обувного материала на основе натуральной кожи за счет воздействия неравновесной низкотемпературной плазмы / И.Ш. Абдуллин, Н.В. Тихонова Т.В. Жуковская, Л.Ю. Махоткина// Кожевенно-обувная промышленность. -2012. -№1. - С.46-48.
3. Кулевцов Г.Н., Получение нового кожевенного материала и исследование его технологических свойств для получения качественной обуви /Кулевцов Г.Н., Жуковская Т.В.// Вестник технологического университета. -2015. Т. 18. - № 8. С.176-178.
© И. Ш. Абдуллин - д.т.н., проф., зав. каф. ПНТВМ КНИТУ; Г. Н. Кулевцов - д.т.н., профессор той же кафедры; Т. В. Жуковская - к.т.н., доцент кафедры КоиО КНИТУ, [email protected].
© I. Sh. Abdullin - Ph.D., professor, head of the department PCMNM, KNRTU; G. N. Kulevtsov - Ph.D., professor of the department PCMNM, KNRTU; T. V. Zhukovskaya - Ph.D., associate professor, CCF, KNRTU, [email protected].
