5.7. Влияние режимов формования на формоустойчивость обуви с верхом из натуральных и синтетических кож

В течение ряда лет на кафедре технологии изделий из кожи МТИЛП проводились комплексные исследования, направленные на разработку теоретических основ создания формоустойчивости конструкций обуви с верхом из натуральных и синтетических кож. Установлено, что материалы верха и технологические факторы наиболее существенно влияют на длительность сохранения формы обуви в процессе хранения и эксплуатации.

Изучалось также влияние основных режимов формования на формоустойчивость ряда систем материалов, которую оценивали величиной относительного остаточного удлинения ε_ост. Эксперименты проводились на системах материалов, применяемых в заготовках верха обуви. Для двухосного растяжения использовали специальное приспособление, позволяющее растягивать и фиксировать материалы и их системы на сегментах. Сферические сегменты обеспечивали деформацию в радиальном направлении от 4 до 57 %.

При современных интенсивных способах производства обуви необходимо не только быстро высушить изделие, но и обеспечить максимальное снижение напряжений в материалах за минимальное время. Поэтому рассматривали влияние темпа прогревания материала на скорость снижения напряжений.

Для количественной оценки релаксации напряжений в материалах верха обуви и подкладки использовали экспоненциальное уравнение.

Установлено, что при интенсивном прогревании материалов наблюдается более интенсивное уменьшение остаточных напряжений в материале после фиксации формы обуви. Оптимальная влажность кожи должна быть не более 30%, а относительная влажность окружающей среды - 30-40%.

Для анализа факторов, определяющих формоустойчивость обуви (влажности в пересчете на абсолютно сухую массу и удлинения кожи, температуры воздуха в сушилке, вакуумметрического давления), и получения оптимальных относительных остаточных удлинений обувных материалов и их систем были получены уравнения, которые могут служить основой при отработке математических моделей для автоматизированного управления параметрами технологических процессов увлажнения и сушки обуви.

Показано, что работы по улучшению формоустойчивости следует проводить в двух направлениях: подбирать подкладочные материалы, близкие по тягучести к натуральным кожам, и отрабатывать рациональные режимы формования систем материалов.

Можно отметить, что чем больше способность кожи к растяжению, тем выше остаточные деформации систем материалов. Относительные остаточные деформации систем материалов больше, чем составляющих их материалов. Относительные остаточные деформации возрастают с увеличением влажности кожи.

Для мужских полуботинок с настрочными берцами с верхом из системы материалов (полукожник + бязь + тик-саржа), отформованных по схеме: предварительное формование пяточной части заготовки; обтяжка и клеевая затяжка носочно-пучковой части; затяжка пяточной части; затяжка геленочной части, хорошая формоустойчивость получается при следующих режимах формования:

За последние 15-20 лет в обувной промышленности развитых стран мира стали широко применять синтетические и искусственные кожи для верха обуви. По сравнению с натуральной кожей эти материалы обладают как некоторыми преимуществами, так и недостатками, главным из которых является недостаточно высокая способность к сохранению формы обуви из-за повышенной упругости. В связи с этим для заготовок верха обуви из синтетических кож в первую очередь встает задача разработки таких режимов формования, которые обеспечивали бы удовлетворительную формоустойчивость обуви.

Исследовалось влияние основных режимов формования: деформации, температуры и продолжительности термофиксации на формоустойчивость заготовки верха обуви из системы материалов с синтетической кожей СК-8. Формоустойчивость оценивалась величиной относительного остаточного удлинения. Влажность подкладки после увлажнения острым паром была стабильной и равнялась 20 %.

Для анализа основных управляемых факторов составлены математические уравнения для следующих систем материалов: синтетическая кожа СК-8; СК-8 + кожаная подкладка; СК-8+ + спилок; СК-8 + бязь + кожаная подкладка при одно- и двухосном симметричном растяжении.

Анализ этих уравнений позволил прийти к выводу о превалирующем влиянии на ε_ост температуры и продолжительности термофиксации. Незначимым оказался эффект взаимодействия деформации и продолжительности термофиксации.

Подтвердился вывод ранее выполненных работ о том, что при изготовлении обуви с верхом из СК необходимо задавать минимальную деформацию, обеспечивающую высокое качество формования. Показано, что увеличение тягучести материалов приводит к увеличению ε_ост, поэтому чем выше тягучесть системы, тем выше формоустойчивость обуви. Отсюда следует практический вывод об увеличении тягучести подкладочных материалов путем совершенствования конструкций и подбора рациональных систем материалов.

Анализ полученных уравнений указывает на необходимость проектирования верха обуви из синтетических материалов без межподкладки. При выборе режимов формования необходимо ориентироваться на поведение систем материалов, а не только на показатели СК. В противном случае формоустойчивость не будет обеспечена.

Для выбора оптимальных режимов формования по уравнениям регрессии определено нормируемое значение ε_ост = 65± 1 % образцов, которое соответствует удовлетворительной формоустойчивости. При этом значении за время после снятия обуви с колодки и окончания релаксационных процессов изменение ее объема происходит в пределах ее полноты.

Взяв за основу значение ε_ост = 65 ± 1 %, для систем материалов заготовки верха можно установить различные сочетания деформации, температуры и продолжительности термофиксации.

Возможен дифференцированный подход к выбору режимов формования верха обуви из синтетических кож в зависимости от сочетаний материалов, их тягучести и влажности подкладки. Эти положения позволяют учитывать возможности обувных предприятий и выбирать режимы формования заготовок верха обуви исходя из наличия оборудования или особенностей конвейерных потоков. Например, используя возможности оборудования для термообработки и нужный такт потока, можно при изготовлении обуви с верхом из системы материалов СК-8 + кожаная подкладка применять следующие режимы термофиксации при деформации заготовки 7 % и влажности подкладки 20%: Т = 112°С и τ = 16 мин;T = 119°С и τ = 12 мин; Т = 123°С и τ = 10 мин; Т = 128°С и τ = 8 мин; Т = 130°С и τ = 7 мин; Т = 136°С и τ = 5 мин.