автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.08, диссертация на тему:Исследование потребительских свойств новых синтетических кож для верха обуви

РГб од

' а Г О

'центросоюз российской федерации

I— • ■

московский университет потребительской кооперации

На правах рукописи

семененко сергей викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ КОЖ ДЛЯ ВЕРХА ОБУВИ

Специальность 05.19.08

«Товароведение промышленных товаров и сырья легкой промышлености»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

москва—1993

Диссертация выполнена на кафедре товароведения непродовольственных товаров Московского университета потребительской кооперации и в лабораториях Центрального научно-исследовательского института пленочных материалов и искусственных кож.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор Ильин С. Н.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор Бочаров В. Г.

Кандидат технических наук, доцент Осташенко Л. С.

Ведущая организация — АОЗТ «Мосискож».

Защита состоится « /V » мая 1993 г. в . . . . час. ,на заседании специализированного Совета Д 148.01.02 Московского университета потребительской кооперации по адресу: 141000, г. Мытищи Московской обл., ул. В. Волошиной, 12, корпус 1, зал заседаний ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « ^ » . . . 1993'г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук (

Г. П. КАПИЦА

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность работы. Экономическая и социальная политика периода становления рыночных отношений предполагает значительное раошрение аосортимента и качества всех видов выпускаемой продукции, а также постоянное повышение эффективности производства. Это в полной мере относится в к обувной промышленности.

Традиционным и лучшим материалом для верха обуви является натуральная ксиа. Однако,в овязп о ее постоянно нарастающим дефицитом в настоящее время в мировой практике широкое применение наши для производства разнообразной обува синтетические (СК) и иокуо-ствэнние (Ж) кока. Данные о производстве обуви о верхом из искусственных и синтетических материалов свидетельствуют о том, что в общем объеме выпуска в 1990 г. ведущее место зишмала обувь о Еэрхом из СК - 55,2$. Такая тенденци^ является характерной для большинства экономически развитых стран, где уае сложились определенные традиции производства а применения таких материалов.

Использование Ж п СК даот возможность для расширения ассор-тэанта изделий, улучпення ах внешнего гада, включая возможность шпусгса комбинированных изделий аз патуральной и искусственной • кок. ■

Учитывая резкое повышенна цен, замзтяое сниненио уровня лаз*

па потребители о нпзкиы уровнем доходов все чаще обращают влп.'л-ппз па разйообразную обувь с верхом из отих материалов. В такой обстаповке преимущество будет у того производителя, который действует в соответствии с главным принципом маркетинга - "нужно . производить то, что предается".

Сегодня качество товаров п шрота ассортимента рассматривается как показателя степенл соответствия продукции и деятельно-

I .

отн предприятий запросам потребителя и поэтому имеют единый измеритель - рыночный успех.

Решение этбй проблемы лежит в создании более совершенных видов СК. Способность их заменить натуральную кожу возможна при ориентации на структуру и свойства этого материала. Волокнисто-пористая отруктура и гидрофильный характер коллагеновых волокон явля-яточ главными факторами, которые обеспечивают ей высокую механи-чоскую прочность, мягкость, легкость, гибкость, хорошую приТормо-ниваемооть и формоустойчивооть. Достижение этого комплекса свойств лвллетоя целью специалистов, разрабатывающих ноше виды СК.

В настоящее время на мировом рынке устойчивым спросом пользуются изделия из СК, получаемой на основе композиционных волокон матрично-фибллярного типа. Такие материалы по своим гигиеническим и эксплуатационным свойствам близки к натуральной коже, а по отдельным показателям - превосходят ее. Вместе с тем, только нетканая основа из композиционных волокон не может обеспечить требуемых Фявпко-механических свойств к материалу для верха обуви. Комплекс этих свойств достигается только при обработке волокнистых основ пленкообразующей веществами. Чаше- всего применяются для этих целей растворы полиэфируретанов. Однако до настоящего времени не ре-иена основная проблема процесса пропитки: обеспечение быстрого и полного насыщения плотных волокнистых материалов необходимым количеством пропитывающего состава и равномерного распределения по-лнмера-овязуюпего по объему материала.

Таким образом актуальность настолсеи работы обусловливается тем, что исследование процессов пропитки волокнистых основ из композиционных волокон растворами полиэсируретанов, изменение поведения растгоров в процессах пропитки, изучение у.ор'юлогта пропитанных нетканых 'материалов представляет большой практически!' и

а

интерес.

Цель и задачи исследования, ооновной целью диссертационного исследования являетоя техническое и экономическое обоснование широкого использования СК для верха разнообразной обуви, разработка натканной основы о оптимальными овойотваш для получения СН улучшенного щ-'ества.

Постановка общей цели исследования определила раоомотрение л решение следующих задач:

обоснование целесообразности, эффективности й перспективности применения СК для верха обуви;

изучение оостояния мирового рынка искусственных материалов и их значения в удовлетворении потребностей населения;

проведение анализа современного промышленного ассортимента СК и выявления степени его соответствия требованиям потребителей и условиям применения;

исследование возможности количественного опиоания процесса пропитки нетканых волокнистых полотен растворами ПЗУ;

изучение влияния поверхностно-активных веществ на ускорение процесса пропитки и улучшение его качества;

разработку условий создания материалов с высоким комплексом потребительских свойств, в первую очередь с определенной отепенью подвижнооти структурных элементов;

проведение комплексной оценки качества СК для верха обуви., Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: ' -

изучен процесс пропитки нетканых иглопробивных полотен растворами ПЗУ. Установлена количественная зависимость скорости пропитки от положения полотна, глубины его погружения в пропиточ-

ный раотвор, поверхностных свойств волокон и пропитывающей композиции, конструкции пропиточной ванны;

установлено, что процеос приближенно описывается уравнением двухсторонней пропитки о защемлением воздуха в середине полотна.

определено, что пропитка нетканых иглопробивных полотен из композиционных волокон при получении основы СК нового поколения подчиняется тем же закономерностям, что и пропитка основ из ио-пользуемых в настоящее время полиэтилентерефталатных и полипропиленовых волокон}

разработана методика предварительной обработки волокон нетканых полотен поверхностно-активными веществами и введения последних в пропитывающий раствор, которая позволяет значительно ускорить процесо пропитки и улучшить его качество, а также получеть материалы с определенной подвижностью структурных элементов;

конкретизирована номенклатура потребительских овойств СК для верха обуви;

сформулированы современные требования к СК для верха обуви. Практическая значимость исследования состоит в использовании ео результатов промышленными предприятиями и торговыми организациями для улучшений потребительских свойств СК, формирования широкого ассортимента обуви из этих материалов, в наибольшей степени удовлетворяющих спрос населения. 4втор защищает:

- результаты исследований количественных закономерностей процесса пропитки нетканых иглопробивных полотен растворами ПЗУ;

- способ получения пропитанных основ с определенной подвижностью структурных элементов;

4

- результаты исследований структуры, физико-механических и гигиенических свойств пропитанных нетканых оонов.

Апробация и внедрение результатов исследования. Ооновные результаты работы докладывалиоь и получили положительную оценку на научно-практических конференциях профеосороко-преподавательоко-го соотава Белгогодокого кооперативного института (1991-1993 гг.), Мооковокого университета потребительской кооперации (1992-1993 гг.) Автором принято непосредственное учаотие а выполнении программы ГШ й 423 "Автоматизация технологических процэооов производства обуви на базе нетрадиционных технологий и новейших химичеоких веща ств" (справка ЦНИИПИК от 20.01.93.). Оформлена заявка на новый опоооб получения СК. Выпущена опытная партия СК на АОЗТ "Мооио-ксд",

Дубликации. по материалам диссертационного исследования опубликовано 4 работы общим объемом 0,8 п.л.

Объем и, структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заюючения, списка использованной литературы и приложений. Объем диссертации составляет ^-^отр. машинописного текста, в том числе «^рисунков, таблиц.

• СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, оформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертации.

Р первой главе на основе анализа мирового опыта производства и применения ИК и СК показано, что характерной чертой современного этапа экономического развития практически всех отран мира является'все более широкое применение искусственных материа-

5

лов в самых различных отраслях, в т.ч. а в обувной промышленности. Это связано в первую очередь с все более обостряющимся дефицитом натуральной кожи. £ настоящее время объем ее производства р

составляет 1,3 млрд.м и увеличатся незначительно - до 1,45 -1,5 млрд.м2. К 2000 г. 60$ от этого количества /870 млн.м2/ будет использоваться для производства обуви /5,4 млрд. пар/. Остальная потребность /5,3 млрд. пар / будет обеспечиваться альтернативным» материалами /текстильными, ИК и СК/.

Мировое производство мягких ИК возросло в 1,5 раза по сравнению с 1980 г. и в 2,5 раза соответственно с 1970 г. и составляет в настоящее время примерно 3,5 млрд. м^. В основном увеличение произошло за счет стран Азиатского, региона, где их выпуск за'по-следнва десятилетие увеличился более чем в 2,5 раза и по объемам превысил европейский уровень.

Выявлено, что успехи развития производства мягких ИХ связаны с применением в качестве основ широкого круга тканых, нетканых и трикотажных полотен, различных полимеров, химических добавок, разнообразных вариантов отделки. Отмечено, что в основном на мировом рынке преобладают материалы, полученные коагуляционным методом, однослойных и двухслойных структур.

На основа■анализа ассортимента СК для верха обуви выявлено, что лучшими ыа настоящее время являются материалы на основах из ультра - и суперультратонких.волокон, которые по своим гигиеническим и эксплуатационным свойствам близки к натуральной коже, а . ко отдельным показателям превосходят ее. В-месте с тем обнаружено, что имеются факторы, сдерживающие производство СК. Проблема овдзана с применено!! дня получения материалов токсичных растворителей и их иредного воздействия на окружающую среду. Техкико -6

экономический анализ достижений и требований в облаоти производства и применения СК для верха обучи выявил острую необходимость совершенствования основного процесоа получения СК - процесса пропитки, являющегося главным источником загрязнения окружающей среды; разработки новых отечественных материалов на основе из ультратонких (компо: лционных) волокон, а также возможности их применения для производства разнообразной обуви.

Во второй глава обоснован выбор объектов и методов экспериментальных исследований, а таете определена номенклатура показателей качества (Ж для верха обуви, исследование которой позволяет в наибольшей степени оценить их качество.

Объектами исследования явились нетканые иглопробивные

. полотна (НИИ), сформированные из обычных, применяемых в настоящее время в производстве СК, волокон и принципиально новые из композиционных волокон. Они предотавляют соеой смесь полимеров; полиэтилентерефталата (ПЭТФ) - в качестве фиблярного компонента я полиэтилена высокого давления (ПЗВД) - в качестве матричного компонента. Соотношение компонентов в смеси ПЭГФ - ПЗВД составляло 60:40 при количестве фибрилл в композиционном волокне около 2900. Для пропитки использовались ПЗУ марки Витур Р-6322. Поверхностные свойства волокон и растворов модифицировались ПАВ различной природы получения. В качестве методов исследований иопольэова- ' лись как стандартные, так и специально разработанные, не предусмотренные НТД, метода. Для иооледования структуры получаемых материалов применялись метода раотровой сканирующей микроскопии, дифференциальной, сканирующей калориметрии. Результаты экспериментальных исследований обрабатывались с применением методов математической обработки. Достоверность полученных данных обеспечива-

7

лаоь неоднократным повторением экспериментов.

Р тр?т;ьей главе рассмотрены вопросы по выявлению влияния на процеоо прожитки НИИ раотворами ПЗУ рецептурно-технологических факторов и его количественного описания. В качестве теоретиче-• ской основы для описания процесса пропитки была использован^ каппилярная теория явлений, протекающих в модельных пористых те- ■ лах с последующим переходом к реальным структурам. Проведенные исследования по поднятию растворов ПЗУ по полоске НИП, опущенной нижним концом в пропиточный раствор подтвердили справедливость ее применения.

В начале было изучено влияние положения полотна на процесс пропитки. Установлено, что при его вертикальном положении скорость пропитки примерно в 3 раза выше чем при горизонтальном. Глубина погружения образцов в пропиточный раствор не оказывает существенного влияния на ход процесса пропитки (рис.1).'. На рис.2 приведены кинетические зависимости процесса пропитки НИП -растворами ПЗУ различной вязкости. Полученные данные свидетель-

я

ствуют о том, что ход кинетических зависимостей не может быть описан с помощью уравнения капиллярной теории без учета "эффекта" защемления воздуха. Поэтому для количественного описания кинетики пропитки использовалось уравнение вида:

* = • {о, 5■ & ( ^г) - (I)

^/Э - предельная доля вытесненного из полотна воздуха Полученные кинетические зависимости по уравнению (I) удов-

о а

о.*

о*.

09,

ОО Уо,<о жо

,ЛО е

Рис.1. Кинетика пропитки образцов НИП раствором ПЗУ вязкостью 5 пз, погруженных на глубину: I - 125 мм, 2300 им. 3 - 475 мм.

'

о е.

ое.

о.*

/о «> о я о

¿.С

Рис. 2. Кинетика пропитки образца НИП, погруженного на глубину 125 мм растворами ПЗУ различной вязкости : I - 5 пз, 2-10 пз. I» и расчетные кинетические зависимости.

летворительно описывают процесс пропитки, правильно учитывая влияние вязкости (Рио.2, кривые I» и 2'). Однако раохождены с экспё-раментальными Данными существенно. Это, на наш взгляд, обусловлено тем, что уравнение получено для случая затекания жидкости в единичный капилляр правильной формы с постоянным диаметром. НИИ характерно пространственное расположение волоков, где имеются учаотки о их плотной упаковкой и крупные поры.

Сопоставление влияния поверхностных сил и силы Щдростатиче-окого давления показало, что равенство между ними достигается лвшь при глубине погружения образца на 800 мм (рио.5). При меньшей глубине погружения основную роль ъ процессе пропитки играют поверхностные оилн.

При установлении влияния поверхностных овойств раствора и полотна на ход операции пропитки рассматривалась возможность их изменения путем обработки НИЛ и введения в раствор ПЗУ различных ПАВ. На рио.З показаны кривые кинетики пропитки образцов НИИ, обработанных различными ПАВ. Обработка поверхности волокон существенно ускоряет процеоо пропитки: для 00-20 - в 1,3 раза, для крахмала - в 1,9 раза. Заметно также возрастает предельное количество вытесненного из материала воздуха: о 82$ для необгаботанного ПАВ образца полотна' до 87$ дли обработанного 00-20 и до 905? - для обработанною крахмалом. Введение ПАВ в пропитывающие раствор! также приводит к ускорению процесса пропитки и улучшению его качеот-ва (рио.4). Так, введение в раствор СОП-83 ускоряет пропитку в • Т,3 раза, при атом доля объема вытесненного воздуха достигает вЬ%, Введение лапросила -406 ускоряет процеоо пропитки НИЛ в 2,1 раза при увеличении предельного значения (лУу) до 92%. Одновременное воздействие на поверхностные овойства как волокон НИП,

так и пропиточного раствора веществами,показавшими наилучший еа>-10

^ с

Рис.3. Кинетика пропитки раствором ПЗУ образцов НИП, обработанных растворами различных ПАВ: I- образец не содержит ПАВ, 2 - 0С-20, 3 - крахмал.

•¿.с

Рис. 4. Кинетика пропитки образцов НИП растворами ПЗУ, содержащими ПАВ ! I - без содержания ПАВ, 2 - СОП - 83, 3 - лапросил - 406, 4 - образец НИП обработан раствором крахмала и содержит лапросил - 406,

т-м

о

1 ► Л Рги/{? .

1 ; 1 > А ^КЛП.

1 -,--- -г- 1

лсо лоо

Рис.5. Зависимость величины по данным рис.1

от глубины погружения образца.

400

& ■

/о

Рис. 6. Зависимость скорости процесса пропитки образцов НИП растворами ПЗУ от величины ©

факт - краиЛалом и лалросилом-406, позволяет добиться максимального ускорения процесса пропитки, примерно в 3 разе, по сравнении о исходным вариантом (кривые I и 4 рио.4), и улучшения его кача-отва - предельйая доля объема вытесненного воздуха возрастает о 82^ до 96Я.

В капиллярной теории пропитии, удовлетворительно описывающей ее основнне закономерности, показана решающая роль величины 6\ 2 х сол 9 , где - поверхноотное натяжение жидкости,

в - краевой угол омачивания поверхности волокон пропитывающей жидкостью, Она определяется по максимальной высота поднятия жидкости в круглом капилляра:

/ (У/.з * &

та* = Я. -^Р ■ #

где» Л - радиуо капилляра, у - удельный вес жидкооти, £ - ускорение свободного падения. Сопоставление ее о величиной ( х ' показывает, что они обратнопропорциональны (рио,б). Т.е. пропитка ускоряется при снижении повфхноотного натяжения пропиточного раствора и уменьшении краевого угла смачивания. Установленная закономерность обратна пре" оказываемой капиллярной теорией пропитки. Отсутствие в литературе аналогичных данных не позволяет однозначно объяснить установленную закономерность. Однако, очевидно, что процесо пропитки не уокоряется при ухудшении смачивания жидкостью пропитываемого материала, т.е. при увеличении краевого утла смачивания & и уменьшении ссп0, Основную ролщ в рассматриваемой закономерности играет в&личина поверхностного натяжения пропиточного раствора, уменьшение которой и привода» а росту скорости пропитки.

Изучение влияния конструкционных параметров пропиточной ванны, в частности, количества огибающих валов и их диаметра, пока- -

зало, что для обеспечения качественной пропитки, достяточно 5 ва-

13

лов к ix диаметр доджей быть не менее 50 им.

В четвертой главе проведены исследования влияния рецептурио-технологических факторов на'свойства получаемых пропитанных основ. Полученные данные показывают, что при пропитке НИЛ растворам» ПЗУ не наблюдается равномерного распределения связующего-полимера, по толщине материала. Концентрация полимера в наружных слоях значительно выше, чем во внутренних. Наличие градиента плотности также характерно дяя натуральной кожи и лучших на настоящее время зарубежных СК. Более высокое содержанке полимара-связуицего в верхних слоях материала не ухудшает его гигиенических свойств нз-за большой пористости применяемых ПЗУ. Модификация поверхностных свойств НИЛ i пропитывающих растворов ПАВ, которая существенно влияет на скорость и качество пропитки, практически не изменяет распределение ПЗУ в пропитанной основе. В то же время она оказывает существенное влияние на физико-механические свойства получаемого материала/ табл. 1/. Существенно увеличивается относительное удлинение при^ разрыве, уменьшаются напряжения при деформациях, снижается жесткость к увеличивается остаточная деформация при циклических испытаниях. Такие изменения свидетельствуют о большей подвижнос-т* структурных элеввнтов - волокон в пропитанной основе. По-видимому, если при проведении операции пропитки крахмал выступает как ПАВ, то в данном случае его можно рассматривать и как временный наполнитель, который концентрируется в местах соприкосно- . пеняя и пересечения волокон. В процессе отмывки крахмал вымывается, образуя пустоты на границе волокно-ПЭУ, что и обусловливает подвижность волокон в пропитанном полотне.

Большое влияние на свойства пропитанных НИП оказывает структура волокнистого материала. В табл. 2 приведены свойства пропитанных КИП, сформированных из модельных и композиционных волокон.

14

Таблица I

Показатели качеотва пропитанных НИП

«Нртменование показа-!Величина показателей

} телей } ..,. . ----------------------—

{без модификации о модификацией } | НИП и пропиточ- НИП и пропит оч-

} | ного раствора ного раствора

I. Толщина, мм 3,09 3,06

2. разрывная нагрузка, МПа 13,3/13,0 10.9/10,7

3. Относительное удлинение при разрыве, % 46/50 87/76

4. Напряжение при деформации, Юа 5% 1,25/1,14 0,37/0,31 •

.10% ■ 4,8/4.7 1.75/1,52

5. Жесткость, оН 76/73 55/54

6. Остаточная деформация . при циклических испы-' - таниях, % 1,0/1,3 10,0/9,6

х Величина показателей в продольном направлении дана в числителе, в поперечном в знаменателе.

Существенные различия в свойствах полученных материалов объясняется различным строением их .волокнистых основ. В начальной стадии производства-основ для СК.'в частности, при формировании НИП и ■ последующей пропитке, структуры■ исследуемых материалов одинаковы. Однако последующая экстракция матричного полимера из композиционных волокон резко изменяет строение пропитанного НИП. При удалении матричного полимера производится вскрытие пучков тончайших фибрилл, не связанных между собой, линейной плотностью 0,001 теко. Такая структура вследствие относительной подвижности ее отдельных элементов характеризуется повышенными значения-

15

ыи предела прочности при растяжении, низкой жесткостью, наличием достаточно выоокой остаточной деформации, что свидетельствует о возможности при£ормовывания такого материала к стопе человека в процеосе експлуатации.

Таблица 2

Показатели качества пропитанных НШ

7

Наименование показателей

Величина показателей

т

{ сформированных из | сформщ)ован-} композиционных ных из мо} волокон с последую-! дельных ! щей экстракцией волокон , матричного поли! мера

I. Толвдна, км 1,4 1,4

2. . Разрывная нагрузка, Ша'. 19,9/15,6 . 13,2/12,6

3. Относительное удлинение при раэрыве, % 89/96 46/50

4. Напряжение при деформации, Ша 5» 0,79/0,31 1,25/1,14

' 20% 2,50/1,29 4,8/4,7

5: ■ Жесткость, он 22,5/23,0 • 76/73

6. Остаточная деформация • при циклических испытаниях 8,7/8,3 1,0/1,3

Выявлено, что содержание полимара-связующего в пропитанных НШ из композиционных волокон, обеспечивающего оптимальные свойства находится в пределах 45-50%. При этом полимер не толь-,• ко скрепляет волокна, но й образует непрерывную пространственную сеичг.

По результатам исследования свойств пропитанных НИП были разработаны дополнения к действующему технологическому регламен-16- ' ' '' ' '

ту производства СК для получения материала о определенной подвижностью структурных, элементов. При оптимизации рецептуры использовали си. ;лекс-решетчатнй метод планирования эксперимента, расчеты проводили на ШЭВМ -"И<Х1фа - ЮЗСМ".

В пятой главе проведена разработка и обоснование номенклатуры показателей потребительских свойств СК для верха обуви. Путем экспертных оценок свойства были проранжированн и определены коэффициенты их весомости. Перечень наиболее значимых, о точки зрения экспертов, свойств приведен в табл.3.

Комплексная оценка качества СК для верха обуви производилась по обобщенному показателю желательности. Перевод натуральных показателей в безразмерные величины- был осуществлен расчетом системы уравнений вида:

Ч + упла1- =°

3о + ухора1 = 1'5Э

Граничные значения показателей определены по литературным источникам, нормативно-технической документации и экспериментальным данным (табл.4)

Для проведения сравнительной оценки качества были взяты три вида СК для верха обуви, аналогичные по назначениюд опытный материал на основе из, композиционных волокон и СК луцкого и Московского заводов, выпускаемые серийно. Расчет обобщенного показателя желательности приведен в табл.5. Обобщенный показатель желательности по опытному материалу составил - 0,899, что-соответствует отличному качеству, по СК Московского завода - 0,456 и по СК Дуцкого завода - 0,375, что соответствует удовлетворительному качеству. ■

' 17 .

Таблица 3

Коэффициенты весомости наиболее значимых показателей потребительских овойств СК дйя верха обуви

Показатели ) Коэффициенты показатели__| веоомооти__

1. Кесткооть ..........0,136

2. Устойчивость к многократным изгибам 0,129

3. Паропроницаемооть 0,124

4. Разрывная нагрузка • ... .. 0,119

б. Остаточное удлинение при циклическом испытании при напряжении 1,5 Па

(приформовываеыость) 0,115

6. .Удлинение при разрыве 0,113

7. Сопротивление раадиру. ' • 0,103

8. Гшроскопичнооть 0,089

9. Уменьшение площади образ-

жения 1!|ормоустойчивость5 0,072

ВЫВОЦН . •

I. Изучено состояние отечественного рынка ИК для верха обуви. С учетом мирового опыта установлено, что их ассортимент и ка- . чество в нашей стране еще далеки от совершенства. Выявлены следующие особенности, которые характеризуются:

практически неизменной структурой выпуока ИК и СК, в которой доля СК выоокого качества остаетоя весьма незначительной -около 4!?;

постояшнм дефицитом сырья как в количественном, так и в

качественном отношении, особенно полимервв; узкой номещслатуре 18

Таблица 4

Базовые значения показателей потребительских свойств и соответст-вулцие им показатели желательности по градациям качества

Показатели

Единица ! Коэй. I Обозна- I Градация показателей качества измере-1 весш. } чения } I' ''"" I

} 1 плоха { удовлетв. | хорошо

гшя

I

I

отлично

!

I

<р

I.

3.

4.5. 6.

.7.

. 8. ' 9.

10.

II.

ности - - сС .0 >0 ?0,6 >0,8

Безразмерный показатель - —- У1 ■ -2,0 >0,67 51,53

Жеоткость ей 0,136^ >85 85-66,67 66,7-48,3 «30

Устойчивость и многократным изгибам кцзкл . 0,129 <500 500-550 550-600 • >650

Паропроницаемость4 мг /и 0 0,124 *з <5,9 5,9-7,93 7,93-9,63 »12

разрывное напряженна - в пред.напр. Ша 0,119 Ч <11,3 11,3-13 53 13,53-15, 77 »18

- в попер.напр. - <7,8 7,8-9,53 9,53-11,26 >13

Прифорыовываемость ■ -"в пред.напр. - в попер.напр. % 0,115 <1 <1,8 1-1,83 1,8-3,86 1,83-*,66 3| 8б**5|93 >3,5 >8

Удлинение при разрыве - в пред,напр. - в попер.напр. Сопротивление раздвру -- пред.напр. • -.в попер.напр. % ДаН - • 0,113 0,189 18 § <35 <70 <3.0 <¿,5 35-35,3 70-85 3,0-3,83 53,3-71,6 85-100 3,83-4,67 3,23-3,91 >90 >115 >5,5 >4,7

Гигроскопичность % 0,089 0,2-1,03 1,03"1,87 >2,7

Формоустойчивость 0 0,0% Х13 <¿0 •2ОГ40 . 40-60 ¿»80

го о

Таблица 5

_Расчет обобщенного показателя желательности СК цля верха обуги_

Обоз! Показатели потребительских свойств

наче!—V. V. V. V. V V . V,., V____^__

НИР

1

хг Х2 Х3 Х4 хь Х6 Х7 х^ Х10 ХЦ Хц,

! У " 660П 20,5 15.64 994 125ьТэ 4^94,2 в 6

$ У1 1,749 1,540 1,231 2,0^4 2,291 1,й36 1,779 2,006 1,^73 1,777 1,6о7 2,44о 1,683

V 0,973 О.йоЗ 0,7сй 0,931 0,940 0,922 0, 320 0,930 0,904 0,920 0,901 0,961 0,907 I #<<-0,040-0 054-0 04в-0 031-0 030-0,035-0,036-0 032-0 044-0,ОЗо-О 045-0 017-0,042

1 \ 054-0,070-01060-0\ 037-0) 032-01041-0\ 042-0) 036-0) 050-0,037-0,047-0,015-0 * 031 ^-0^055

| а,6оЭ

75 600 4 14,7 12,5 Т1 £7ь 53' 99 475 АЛ 0,3 об V и' -0,265 0,9 -0,<?7 0,7^2 1,3б0 0,1б4 0,173 0,612 0,Эоо 0,919 1,521 0,0и1 1,531

^ ^ 0,275 0,652 0,134 0,621 О.аЭЭ 0,440 0,411 0,573 0,6о1 0,6с5 0,774 0,3а9 0,о16 5 561-0 167-0 ¿73-0 207-0 046- 0 Зо7-0 Зй7-0^244-0 1о7-0,177-0 112-0 409-0 0оо

Й 0,076-0)024-0,106-0,025-0*099- 0,041-0,045-0,027-0,019-0,01о-0,103-0,036-0,006-0,426

___" __0,374

Ъ 32 650 7,7 13,5 13.5 2~24^4 46 оо 4~3 АЛ' 0,6 7о

,, 1,469 0,430 0,241 0,496 1,ь74 0,^34 0,(э42 0,374 0,612 0,796 1,111 С,¿45 1,479

2 0,731 0,509 0,452 0,545 0,615 0,620 0,515 0,49с> 0,574 0,62о 0,710 0,465 0,191 « _0 102- 0! 292-0 346-0 264-0 0<э9-0 206-0 403-0,303-0 244-0, ¿61 -0 149-0 333-0 102

£ 014-0,б3о4-0;043-0;031-0;сц-0;029-0;046-0,034-0)02с! 0,02 0,01о-0;030 0,007-0,341

I 0.4Г

нетканых и тканых оонов для производства СК;

недостаточным обновлением основных фондов, что приводит к необходимости работать на морально устаревшем оборудовании или к отсутствию оборудования, способного обеспечить требуемое качество выпускаемых ИК и СК}

невысокими физико-механическими и гигиеническими свойствами мягких СК, что существенно онижает сферу их применения в производстве товаров народного потребления.

2. Проанализирован современный ассортимент СК, применяемых для верха обуви. Изучена их структура, важнейшие потребительские свойства, сфера применения. Выявлено, что на мировом рынке наибольшим спросом пользуются материала о полиуретановым покрытием, подученные коагуляционным и переносным методами, на тканых и нетканых основах. Объемы их производства постоянно увеличиваются и в настоящее время составляют около 30% от мирового выпуска мягких ИК. Результаты анализа и литературные данные свидетельствуют о том, что повышение качества СК возможно прежде всего путем изменения состава волокнистых основ, улучшения проведения процесса их пропитки полимерными связующими, модификации способов отделки.

3..Исследованы количаственные закономерности процесса пропитки нетканых волокнистых основ растворами полиэфируретанов. Показано, что процесс приближенно описывается уравнением двухсторонней пропитки с защемлением воздуха в середине полотна.

4. Выявлено, что конструкция пропиточной .ванны должна обеспечивать преимущественно вертикальное положение полотна при пропитке, увеличение глубины погружения полотна не -оказывает существенного влиять на ускорение процесса, вязкость пропиточного -раствора не должна превышать 5 пз. Количество огибающих валов

21'

в пропиточной ванне - не более 5 шт., их диаметр не должен превышать 50 «и.

5. Проведены исследования закономерностей влияния обработки поверхностно-активными веществами волокон нетканой основы и

. их введения в пропиточный раствор на характер процесса пропитки и распределение полимера-связующего в толща материала .• Предварительная обработка волокон нетканой основы раотвором крахмала и введение поверхностно-активного вещества лапросил-406 в пропитывающий раотвор позволяет существенно ускорить процесс пропитки - в 2 раза, при одновременном улучшении его качества на 15-17%.

6. Отмечены особенности формирования структуры пропитанной волокнистой ооновы, предварительно обработанной раствором крах. мала. Располагаясь в основном в местах пересечения и сопршсооно-

вения волокон крахмал препятствует непосредственному контакту во-локно-полизфируретан при пропитке и структурообразовании. В процессе удаления из полотна диметилформамида он вымывается, образуя ■ пустоты на .границе волокно-полимер-овязующее, что обуславливает получаемому материалу подвижность его структурных элементов.

7. Установлено, что процесс пропитки при получении основы СК нового поколения, сформированной из композиционных волокон

I подчиняется тем же закономерностям, что и пропитка типовых основ 1 иа смески полиэтилентерефталатных и полипропиленовых волокон.

8. Методами электронной микроскопии показано, что применение композиционных волокон для формирования основ СК позволяет получать принципиально новые материалы с высоким уровнем потребительских свойств. Экстрагирование матричного полимера композиционных' волокон избирательно действующим растворителем обеспечи-

■ вает им тонковолокнистую структуру, иммидаующую пучки коллагено-22

вых волокон натуральной коки. По сравнению о материалами из одич- . ных волокон они имеют болев выоокие значения разрывной нагрузка • (в 1,8-£.,0 раза) и сопротивления раздиранию (в 2,5-4 раза), при этом их жеоткооть в 1,5-2,5 раза ниже. Сптимальнне свойотва пропитанных основ из композиционных волокон достигаются при содержании связующего 45-50&.

9. С помощью метода симплеко-решетчатого планирования окспо-римента проведена оптимизация процесса по изменению поверхностных свойств, волокон нетканой основы и пропитывающего раствора. Разработана рецептура и дополнения к технологическому регламенту на производство СЯ мягкой - НГ для верха обуви. Полученный материал характеризуется меньшей жесткостью,' наличием повышенных значений остаточных деформаций по сравнению с серийновыпускаюцимиоя.

10. Уточнена номенклатура потребительских свойств СК Для верха обуви и определена весомость показателей качества, при определении значимости показателей распределение окаэалооь следующим: эргономичеоким свойствам соответствует коэффициент весомости 0,44, надежности - 0,41, эстетичеоким - 0,15.

11. На основе уточненной номенклатуры потребительских свойств проведена комплексная оценка качества с использованием обобщенного показателя желательности разрабатываемого материала на основах из композиционных волокон, серийно выпускающейся СК мягкой, натуральной кожи и японского материала Софрино СЬ-50.

По результатам этой оцейки выяснено, что материал на основах из композиционных волокон не уступает но уровню потребительских свойств натуральной кожа и Софрино СЬ-50,-значительно превосходя серийно вшускаюоуюся СК мягкую. .■•,''

12. Результаты исследований использовано при выполнении .

Программы ГКНТ 1* 423 от 01.04.9Г г. "Автоматизация технолопгча-

23

оках процеоооэ производства обуви на баве натредиционнкк технологий а новейших химических вещеотв" в внедрены на АОЗТ "Мооиокох". Оаэдаемый экономичаогай эффект от мероприятий по интенсификации процесса пропитки и улучшения ее качества, а также получения ыате-. риалов о повышенной подвижностью структурных элементов в ценах 1992 г. составят 6500 руб./тыо.»^.

Основные положения дасоертации опубликованы в оде дующих работах!

1. Научно-технический прогреоо в производстве обуви - основа насыщения ею рынка // Тезисы докладов ХП-й межвузовской научно-творетичеокой конференции профессорско-преподавательского состава. -Белгород, 1991. - 0,2 п.л.

2. Роль искусственных обувных материалов в формировании ао, сортимента обуви П Тезисы докладов межвузовской научной конференции профессорско-преподавательского состава. - Белгород, 1992. -0,2 п.л.

3. Влияние структуры пропитанной волокнистой основы на потребительские овойства синтетических кож // Тезиоы докладов научной копиренции по итогам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского состава и аспирантов за 1993 год. -

, М.» ШИК, 1993. - 0,2 п.л.

4- Влияние поверхностно-активных веществ на процесс пропиг-кн'нетканых полотен растворами подиэфируретанов П Тезисы докла-. дов научной конференции по итогам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского состава и аспирантов аа 1993. год. - М.5 МУШС, 1993. - 0,2 п.л.

Принято к опубликованию: . *

I. Механизм процесса пропитки нетканых иглопробивных по-

лотен растворами полиэфируретаиов. I. Влияние глубины погружения и положения полотна в пропиточной ванне - "Известия высшх учебных взведений. Текстильная промышленность".

2. Влияние поверхностно-активных вещзотв на процесс пропитки нетканых основ для синтетических коз" - "Ксяеввнно-обув-ная промышленность".

Подписано к печати О"^ . О Ч . <3 3 . Заказ 9Объем п. л. Тираж ¿00-

Ротапринт Типография ЦУМКа Центросоюза