автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Совершенствование технологии производства обуви строчечно-литьевого метода крепления низа

На правах рукописи

□03055788

ДМИТРИЕНКО Татьяна Александровна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОБУВИ СТРОЧЕЧНО-ЛИТЬЕВОГО МЕТОДА КРЕПЛЕНИЯ НИЗА

Специальность 05.19,06 «Технология обувных и кожевенно-галантеренных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003055788

На правах рукописи

ДМИТРИЕНКО Татьяна Александровна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОБУВИ СТРОЧЕЧНО-ЛИТЬЕВОГО МЕТОДА КРЕПЛЕНИЯ ШИЛ

Специальность 05.19.06 «Технология обувных и кожевенно-галантерейных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Новосибирском технологическом институте Московского государственного университета дизайна и технологии (филиале)

Научный руководитель: доктор технических наук, доценг

Карабанов Петр Степанович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мокеева Наталья Сергеевна

Ведущая организация:

Защита состоится

кандидат технических наук Гараев Марат Марсович

« //» 04

ООО « Канифас АШ» (г. Москва)

оо

2007 г. в

Ж

на заседании диссертационного Совета Д 212.144.01 при Московском государственном университете дизайна и технологии по адресу: 115998, г. Москва, ул. Садовническая, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии

Автореферат разослан « _2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.144.01

Киселев С.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основными тенденциями развития мирового производства являются созлание новых и расширение ассортимента известных химических материалов для обуви, внедрение и развитие перспективных технологий, в том числе литьевого метода крепления низа обуви. В производстве об\ви литьевого крепления низа доминирующим является строчечно-литьевой метод Несмотря на сравнительно дорогостоящую литьевую оснастку, этот метод за счет высокой производительности и низкой трудоемкости широко применяется для производства обуви стабильного ассортимента (повседневная об>вь спортивного тина, специальная обувь) Кроме того, современные методы шготовления оснастки создали экономические предпосылки для более частой ее замены Это обстоятельство открывает возможности применения строчечно-лшьевого метода крепления низа при производстве многих видов модной повседневной об>ви. Однако более широкое применение этого метода тормозится рядом нерешенных проблем технологическою характера. К ним относятся невысокая прочность литьевого крепления к некоторым материалам вер.ча обуви, осложнения при взъерошивании краев заготовок верха из кож с лицевым покрытием, образование выпрессовок в процессе формования низл, которые снижают эффективность метода. В этой связи очевидна целесообразность и актуальность развшия технологии строчечно-литьевого метода крепления низа обуви.

Целью диссертационной работы является совершенствование технологии изготовления обуви сгрочечно-литьевот метода крепления на базе разработки новых способов процесса, расширяющих ассортимент материалов верха об) ви, повышающих прочность литьевого крепления низа и предотвращающих образование выпрессовок.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи'

- на основе анализа литературных источников и практического опыта выявление основных недостатков строчечно-литьевого метода, препятствующих повышению его эффективности,

- исследование факторов образования выпрессовок при прямом литье низа на обувь и закономерностей их появления.

- разработка математической модели предотвращения выпрессовок, основанной на анализе режимов литья и допустимого сжатия пакета материалов верха при смыкании губок полуматриц литьевой формы;

- разработка способов предотвращения повреждения штробельного шва при взъерошивании краев заготовок верха на литьевой колодке;

- разработка новых способов предотвращения выпрессовок при одновременном повышении прочности литьевого крепления низа обуви,

- разработка способа повышения прочности литьевого крепления за счет двукратного н?несения клея на края заготовки верха обуви и термоактиваиии клеевого слоя перел проливанием низа;

- исследование режимов двукратного нанесения ктея и термоактиваиии клеевого слоя перед притиванием низа на литьевых агрегатах картельного типа

Методы и средства исследования. Решение поставленных задач базируется на основах конструирования и технологии изделий из кожи, теоретических положениях о деформационных свойствах материалов верха обуви, теоретических основах переработки полимеров, математических методах планирования и анализа эксперимента

Экспериментальная часть работы выполнена на лабораторном литьевом стенде, оснащенном специально спроектированными и изготовленными опытными литьевыми формами, моделирующими условия процесса прямого литья низа обуви. Апробация разработанных способов проведена на промышленном литьевом <п регате BS 20418 фирмы «Отто галл и».

Научную новизну работы составляют следующие положения'

- математическая модель, определяющая взаимосвязь основных факторов образования выпрессовок при прямом литье нша обуви,

- расчетная модель предотвращения выпрессовок, построенная на основе анализа взаимодействия заготовки верха с губками полуматриц с учетом неизбежных колебаний параметров сопрягаемых элементов;

- способы изготовления заготовок верха обуви, предотвращающие появление выпрессовок и повышающие прочность литьевого крепления низа.

- новый способ прямого литья с двукратным нанесением клея на края заготовок верха и термоактивацией клеевого слоя перед приливанием низа обуви.

- математические модели оптимизации режимов двукратного нанесения клея на заготовки верха из материалов различной структуры и химической природы. • '

На защиту выносятся следующие научные положения.

1. Вероятность образования выпрессовок при прямом литье низа на обувь снижается проведением технологических и технических мероприятий, обеспечивающих при смыкании полуматриц наличие зазора между губками полуматриц и материалом верха не более 0,18-0,23 мм. Полное отсутствие выпрессовок достигается при зазоре не более 0,08-0,10 мм или при сжатии пакета материалов верха губками полуматриц до величины, не превышающей 42-57%.

Эффективность производства обуви из кож с лицевым покрытием строчечно-ли левого метода крепления низа повышается способами позиционирования jai сборок верха на литьевой колодке при роботизированной обработке затяжной кромки и укрепления штробельных швов при неавтоматизированном взъерошивании, новыми способами изготовления заготовок верха. исключающими необходимость взъерошивания

3. Новый способ литьевого крепления низа обуви, заключающийся в двукратном нанесении клеевого слоя на края заготовок верха и дополнительной гермоактивации клеевой пленки непосредственно перед приливанием низа, обеспечивает высокую прочность литьевого крепления к материалам верха, не обладающим достаточной адгезией к литьевым подошвенным композициям и, следовательно, значительно расширяет ассортимент материалов верха обуви.

Достоверность научных положений работы подтверждается экспериментальными исследованиями, апробацией предложенных технологических решений, эффективностью защищенных патентами на изобретения и внедренных в производство разработанных способов изготовления обуви строчечно-литьевого метода крепления

Практическую значимость представляют следующие результаты работы:

- количественные параметры допустимых колебаний толщины пакета материалов верха различных структурных характеристик и физико-механических свойств;

- способы предотвращения повреждения штробельного шва при взъерошивании краев заготовки верха на литьевых колодках;

- способы сборки заготовок верха обуви. повышающие прочность литьевого крепления и предотврашаюшие выпрессовки:

- способ двукратного нанесения клея на края заготовки верха и термоактивации клеевого слоя перед приливанием низа, обеспечивающий необходимую прочность литьевого крепления материалов верха, не обладающих достаточной прочностью крепления по традиционной технологии и, следовательно, расширяющий ассортимент материалов верха обуви

Реализация результатов работы В работе решен ряд проблем, позволяющих повысить эффективность производства обуви строчечно-литьевого метода крепления. PC ним относятся способы подготовки следа к литьевом) креплению низа, способы предотвращения выпрессовок и повышения прочности литьевого крепления, способ прямого литья низа на обувь с применением двукратною нанесения клеевого слоя и его гермоактивации перед приливанием низа

Практическая значимость работы подтверждена применением разработанных способов и технологий при прямом литье низа обуви на ЗАО «КОРС» (г. Новосибирск).

Апробация работы Рез\льгагы работы докладывались и получили положительную оценку на' научно-практической конференции HTM МГУДТ (Новосибирск, 1997г.), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» (Новосибирск, 2003г), научно-практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (Новосибирск, 2003г.), научно-методическом семинаре НТИ МГУДТ (Новосибирск, 2007г.), кафедре ТДИК НТИ МГУДТ и кафедре 7 ИК МГУДТ

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 научных работах, среди которых 2 патента РФ на изобретения.

Диссертационная работа подготовлена по результатам научных исследований по госбюджетной теме «Исследование химических методов производства изделий из кожи и оценка качества продукции», выполняемой в НТИ МГУДТ и внутривузовскому гранту Н1И МГУДТ.

Объем н структура литер ¡амин Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников и приюжения Лиссертаиия изложена на 113 страницах основного текста, включающего 30 рисунков и 12 1а6лиц Библиографический список содержит 115 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, отражена их научная новизна и практическая значимость результатов работы

В первой главе рассмотрены особенности производства обуви методом прямого лигья низа, применяемые материалы для этой обуви, проведен анализ проблем, возникающих при изготовлении обуви литьевых мето^ог •--рстения

Показано, что тчй гтлон эффективности литьевого крепления низа обуви обтяжно- затяжною способа формован."! верха, прямое литье развивается в направлении совершенствования строчечно-литьевого метода крепления низа

При производстве обуви паратлельного вн\]реннего способа формования затруднено применение материалов верха, требующих взъерошивания. Это обусловлено не только ограниченными временными рамками на выполнение операции взъерошивания непосредственно на литьевых колодках из-за быстрого |емиа работы агрегатов, но и необходимостью точного соблюдения поля обработки, которое ограничено с одной стороны внешней линией контакта с низом обуви, с другой -ниточным швом, соединяющих! верх с втачной стелькой. Эти обстоятельства требуют дополнительных приспособлений, соответствующей квалификации исполнителей, что сдерживает техтп работы агрегатов и снижает эффективность прямого литья.

При литьевом методе крепления многие виды материалов верха, в частности, смесовые ткани, содержащие синтетические волокна, а также рыхлые материалы, не обеспечивают достаточную прочность крепления низа Проанализированы многочисленные способы литьевого крепления низа, разработанные для повышения прочности литьевых соединений Отмечено, что разнообразие технических решений свидетельствует об

7

отсутствии единого подхода к обеспечению необходимой прочности литьевых соединений.

Как известно, ка прочность литьевого крепления значительное влияние оказывают режимы прямот литья, опретеляютцими из которых явпяются температура расплава и давление литья. При этом повышение прочности литьевого крепления за счет регулирования температуры расплава и давления литья связано с риском образования выпрессовок, что является серьёзной проблемой, осложняющей технологический процесс. Несмотря на то. что для предотвращения выпрессовок разработаны разнообразные устройства и способы, полностью эта проблема до сих пор не решена. Поэтому требуется разработка новых эффективных способов решения проблемы

На основе анализа литературных данных, патентных материалов и обобщения пракшческого опыта определены основные проблемы, решение которых необходимо для рашития и совершенствования строчечно-лнтьевого метода крепления низа обуви:

• исследование закономерностей появления выпрессовок и разработка путей их предотвращения;

• разработка и реализация направлений совершенствования технологии производства обуви при прямом литье низа на обувь;

• разработка технологии литьевого крепления низа с двукратным нанесением клея на края заготовки верха.

Вторая глава посвящена исследованию проникающей способности подошвенных композиций в зазоры между заготовкой верха и губками полуматриц литьевой формы в зависимости от их формуемости и технологических режимов литья. Оценка формуемости подошвенных композиций производилась по показателю текучести расплава (ПТР) и по предложенному в работе показателю длины затекания расплава подошвенной композиции (ДЗР) в открытые щелевые полости опытной литьевой формы. ПТР определяли в температурном диапазоне от 140 до 230°С на приборе для измерения индекса расплава 1ермопластов марки ИИРТ. Выдавливание расплава осуществляли через капилляр малого диаметра (1,18 мм) под действием нагрузки 28,5 Н. Полученные зависимости ПТР от температуры расплава для различных подошвенных композиций, свидететьствуют о

наибольшем росте текучести ПВХ-пластикатов при повышении температуры от 180°С до 220°С. а термоэластопластов - в интервале 190-230°С.

Однако показатель текучести расплавов перерабатываемых полимеров не дзет полную картину формуемости подошвенных композиций из-за различия условий определения Г1ТР и реальною процесса формования. Отметим, что значения ПТР определяются при фиксированной температуре литья и незначительном напряжении сдвига, что не соответствует реальным условиям литьевого формования.

Более полное представление о литьевых свойствах подошвенных композиций даёт длина затекания расплава (ДЗР) в каналы большой длины экспериментальной литьевой формы. ДЗР характеризует реологические свойства полимеров в широком интервале напряжений сдвига и температур и даёт возможность оценки и оптимизации диапазонов температур и давлений лтья термопластов. Это особенно важно при испытании новых подошвенных композиций

Для определения максимальной ДЗР. нами разработан метод оценки формуемости термопластичных композиций на малогабаритном экспериментальном стенде, моделирующем условия литьевого формования низа обуви на промышленных литьевых агрегатах. Проникающую способность расплава оценивали по длине затекания расплава в канал опытной формы при регулируемых давлении литья Р„ температурах расплава Тр и литьевой формы Тф

Для практического использования этого показателя, целесообразно установить нормируемые значения ДЗР для различных групп отливаемых подошвенных композиций. Тогда для оценки формуемости новых модифицированных композиций достаточно определить длину затекания расплава, сравнить с нормируемым значением и сделать вывод об условиях литьевого формования изделий из данной композиции.

Таким образом, проведенные исследования показали, что проникающая способность расплавов подошвенных композиций и, следовательно, вероятность образования выпрессовок связана с технологическими режимами их переработки. При этом очевидно, что наиболее мощными факторами, влияющими на проникающую способность подошвенных композиций, являются температура расплава и давление литья.

Для выявления влияния технологических режимов литья на появление выпрессовок г проведен комплекс экспериментальных исследований Появление выпрессовок оценивали по величине минимальных зазоров 5 между заюювкой верха и (убками иолуматриц (в дальнейшем величина зазора 6), в которые способен проникать расплав полимера Эксперименты проводили на литьевом стенде с литьевой формой, моделирующей условия замыкания губок полуматриц на заготовке верха обуви. Полость опытной литьевой формы с одной стороны ограничена цилиндрической поверхностью, моделирующей часть литьевой колодки, с другой стороны -ползуном, имитирующим губки полу матриц Величину зазора между заготовкой верха и губками полу матриц определяли перемещением ползуна с помощью устройства регулирования зазора с точностью до 0,01 мм

Для определения влияния режимов литья на проникающую способность расплава в зазоры, температуру расплава варьировали от 150 до 220°С, температуру литьевой формы - от 20 до 60°С, давление литья повышали до 24 МПа.

Для проведения экспериментов предварительно устанавливали зазор, исключающий проникновение в него расплава подошвенной композиции, при фиксированных параметрах литья, затем величину зазора и параметры формования (давление литья, температуру расплава и формы) увеличивали до появления следов выпрессовок (рисунок 1)

Полученные зависимости свидетельствуют о значительном влиянии давления литья и температуры расплава на проникающую способность полимера Установлено, чго в зависимости от температурных режимов переработки при давлении литья выше 6 МПа расплав ПВХ-пластиката проникает в зазоры более 0,08-0.19 мм. а расплав термоэластопласта - более 0,10-0,23мм. Проникающая способность подошвенной композиции, приводящая к образованию выпрессовок, может быть уменьшена снижением 1емпературы расплава и в меньшей степени за счет охлаждения формы При этом, очевидно, что для этой цели возможности регулирования давления литья ограничены, так как его снижение ниже 6 МПа может привести к недоливам или нечёткому оформлению низа обуви.

- " р 1 iii ;о MI 4(i 4i mi 4J ТФ t

Phcjhok 1 - Зависимость минимального '¡азора б появюпмя пыпрссссвок при ипье I IBX-пластиката Ш1-2 от 1емпср.тры расптзва Тр. (и). 1емпераг>ры формы Тф (о). давления литья Р„ (',) «- 1 - Гф-20=С\ 2 -ТФ=40°С. 3 - Тф=60°С при Р ,=6МПа. и. 1 - Т„=170°С. 2 -Тг=185°С. 3 - ГР=2(К)-С 4- Г„=-220°С при Р ,=6Vina. 6 1 - Тр-ГО-С. 3 - 1,,-220'С при 1ф-20'С. 2 - ТРЧ 70°С. 4 - Тр-220° при Тф--60°С

Полученные нами экспериментальные данные не только позволяют установить диапазоны варьирования режимов литья и выявить общие закономерности проникающей способности различных подошвенных композиций, но и являются основой для разработки математических моделей образования выпрессовок.

Таким образом, исследования процесса образования выпрессовок показали, что основными независимыми регулируемыми факторами их появления являются температура расплава Тр, давление литья Р, и температура литьевой формы Тф. Основываясь на этих данных, разработаны математические модели проникающей способности подошвенных композиций в зазоры между заготовкой верха и губками полуматриц литьевой формы. Эта задача решена с использованием математических методов планирования и анализа экспериментов, с помощью ЦРКП второго

порядка. ¡ 10лучекм14ё Сравнений регрессии в именованных величинах, характеризующие появление вы прессовок и.мевн вид: -■¡ля момоли гного I ¡BХ-пластиката ПЛ-2

ri - Ч .(I972 - П.025бТ,,-0.01 МГ> ,-O.Íj()SiTj^(l.(K)(l® r^ríMWKGS!!^ ,;-((.OÜ()(i6'T|,:-ft.(IO{í24!1[:

(I)

-лля термсйластоплаета 2S/63/120

й-IЗЩиМ!141 [>.-(L(4)t24T,r(í.0(1000(31'О.ЖКПН'РГ (2|

Вши.мйсшпь фапо^в поникающей способности подошвенных КомПО'лшин от режимов иим nal ля дно илпюетрируется поверхностью равной величины зазора и зависимостью величины зазора ó от темпера! у ры расплава I г, и лаилеЩя ли i ья Р, (рисуйкй'2-.í),

Рисунок 2 - Поверхность равной величины mlüpa NmuI при ля |ы,* рШХ-пластнкла ¡ljl-2 : |)п гержтааеЩшляСra 2S ív '120 (2) i>фу*Нашм Р, Iя Г.,..

Полученные данные свидетельствуют о том. что с повышением температуры расплава и дагиення ипья величина зазора 5, в который способен проникать расплав полимера уменьшается, г.е. увеличивается проникающая способность пол ошве иной композиции. Из рисунка 3 следует, что величина зазора 5 меньше при более низких iемпературах расплава (я интервале 150-180'С) для термозластоплаечов. при более высоких для

ПВХ-и лас141 катов, что объясняется особенностями их реологических енойстз в зависимости от температуры.

РисугтоК 3 I".' : ■ минНМ&.'?ьио1 о V 6 ':ояв .'.: и:»' ньтрсссовок при литье

ПВ\-п.|;н'1 иката ПЛ-2 (])ц гсрмо^тастоираСТа 2$'бЗЛ20 (2) от темпгратуры расплава Гг к давления лип,и |>, при Г,|,= 3(ГС.

I ¡оянленле вы прессовок обусловлено не только технологическими режимами литья, но и колебаниями толщины пакета материалов заготовок верха обуви, наличием ш£Ьв н утол щей ий в плоскости смыкания губок полу матриц литьевой формы, неточностями установки заготовки на литьевой колодке относительно полуматрни. Если влияние последнего фактора можно свести к минимуму тщательной регулировкой положения заготовки верха на колодке, ю колебание толщины пакета материалов заготовок верха устранить весьма затруднительно. Следует отметить, что величину зазора, в который способен проникать расплав подошвенной композиции можно: частично компенсировать за счет сжатия материала верха губками ноту матриц.

Для выявления допустимого сжатия материалов заготовки верха обуви определена деформация отдельных материалов И пакетов материалов заготовки верха обуви и получены расчетная схема и уравнение для определения неличины сжатия с учетом величины зазора между заготовкой и губками лояуматриц.

Т-е х (ь,±1)+ 5,

(3)

где 'Г' - величина сжатия материала, мм; е - коэффициент сжатия материала; - первоначальная толщина материала, мм, г - поле допуска толщины материала (1-еч+е,). мм; е,г-'верхнее отклонение первоначальной толщины материала, мм, е, нижнее отклонение первоначальной толщины материала, мм; 5 - величина минимального зазора между заготовкой верха и губками полуматриц,.мм." - '

,-т *

С учетом полученных^ в работемДанных о величине зазора между заготовкой верха . обуви и чубками' полуматриц литьевой формы и деформации материалов верха/"йожно сделать следующее заключение вероятность образования вы^рессбвок минимальна для ПВХ-пластикатов при величине зазора не более 0,08-0,19 мм, что обеспечивается в интервале температур раеппава от 150 до 180"С при давлении литья выше 6 МПа, а для термоэластопластов при величине зазора не более 0,10-0,23 мм. что обеспечивается при температуре расплава выше 180''С и давлении литья до 10 МПа При этом деформация сжатия материалов верха губками полу матриц не должна превышать 42-57%

Третья глава посвящена совершенствованию способов подготовки поверхности следа обуви к литьевому креплению и разработке новых способов производства обуви методом прямого литья. При решении этих задач определены основные направления разработок, необходимых для устранения принципиальных недостатков прямого литья низа на обувь с целью повышения его эффективности.

Проанализированы основные способы подготовки следа обуви строчечно-литьевого метода крепления, которые заключаются в механической обработке следа обуви, закрытии шва пристрачивания втачной стельки, применении в зоне крепления материалов, не требующих механической обработки.

В главе проанализированы причины разрушения. штробельно!о шва при взъерошивании и предложены способы их устранения С целью предотвращения неточного позиционирования заготовки верха на литьевой колодке, предложено усовершенствование колодки путем установки, на.,ее

следе элементов для фиксации положения втачной' стельки Разработан способ укрепления штробельного шва путем его промазки клеевой композицией, что повышает прочность шва после взъерошивания в 6-30 раз в зависимости от применяемого адгезива, по сравнению с образцами, не подвергающимися обработке клеем (таблица 1).

Таблица 1 - Прочность ниточного шва

| Среднее значение прочности ниточного шва 11/сч

| Ьез клея и взъерошивания Бе!ктея. со | С клеем и взъерошиванием

взъерошиванием ! 11оти>ретановый | Поличлоропре-1 ктеи | новый клей .Лагексный клей «Ревер гекс» 6.0

! 1 | 1.1 ! 30.7 I 26?

Таким образом, предюженные способы повышают прочность шва пристрачивания вгачной стельки при взъерошивании, но не всегда предохраняют его от повреждения. Поэтому разработаны варианты подготовки следа к приливанию подошвы, исключающие механическую обработку.

Один пз вариантов подготовки следа обуви к литьевому креплению, заключается в спускании нижних краев деталей заготовки верха в плоском виде, другой вариант - в прикреплении к собранной заготовке по ее нижнему краю полоски материала, имеющего высокую адгезию к материалу подошвы Прочность крепления низа при данных способах подготовки следа составила 141,6 Н/см и 125,1 Н/см соответственно, что удовлетворяет норме прочности крепления подошвы в обуви химических методов крепления Рассмотренные варианты подготовки следа достаточно просты в исполнении и позволяют получить необходимую прочность литьевого крепления низа, однако не исключают образование выпрессовок в процессе литья низа на обувь.

Для предотвращения выпрессовок разработан способ изготовления обуви из кож с лицевым покрытием строчечно-литьевого метода крепления низа (патент 2134528). Сущность способа заключается в неполном двоении нижних краев заготовки верха на глубину 16-18 мм с образованием внешнего слоя с лицевым покрытием толщиной 0,2-0,3 мм и внутреннего бахтармянного слоя, с последующей обрезкой внешнего лицевого слоя до

ширины 6±!мм и пристрачивании к внутреннему слою втачной стельки. После надевания заготовки верха на литьевую колодку полуматрицы замыкаются на поверхности лицевого слоя ниже предельной глубины двоения, но выше его края При заполнении полости формы расплавом подошвенной композиции лицевой слой отгибается под его давлением и перекрывает возможный зазор между заготовкой верха и губками полуматриц.

Развитием идеи надежной герметизации полости формы, но более простым в технологическом исполнении, является способ, предусматривающий раскрой наружных деталей заготовки верха обуви на 10мм короче по нижнему краю по сравнению с типовой конструкцией (т.е без припуска на соединение с втачной стелькой) и спускание с бахтармянной стороны нижних краев на ширину 6±1 мм (рисунок 4) После сборки заготовки верха обуви по ее нижнему краю на расстоянии 6Ы мм пристрачивали полоску материала шириной 16-18 мм. которую соединяли с втачной стелькой. При этом для полоски подбирали материат, обладающий повышенной адгезией к материалу низа. Герметизация потости формы при приливании низа обуви осуществлялась аналогично предыдущему способу

Рисунок 4 -Обувь с укороченными нижними краями и пристроченном полоской материала

1 - литьевая колодка: 2 - ¡зготовка верха обуви с укороченным нижним краем. 3 -полоска материала. 4 - полу матрица

Предложенные способы помимо предотвращения выпрессовок, обеспечивают повышение прочности литьевого крепления на 18-20% за счет увеличения площади адгезионного контакта благодаря затеканию расплава

подошвенной композиции в ложе, образуемое отгибаемыми наружу краями заготовки верха

В четвертой главе рассматривается технология литьевого крепления низа с двукратным нанесением полиуретанового клея на заготовку верха и термоактивацией клеевой пленки перед приливанием низа обуви.

Для оценки эффективности двукратной намазки и целесообразности термоактивации клеевой пленки перед приливанием низа, проведены предварительные экспериментальные исследования, которые заключались в формовании образцов литьевых соединении при однократной и двукратной намазках, с выполнением гермоактивации ктеевого слоя перед приливанием и без нее. Дтя образцов использовали материалы верха, отличающиеся по химической природе и поверхностной структуре основы

Резутьтаты исследований стандартных образцов штьеьых соединений показали что твукратная намазка для некоюрыч материалов верха, а также термолкгивация клееного слоя приводя] к повышению прочности литьевого крепления на 24-167% Следует отметить отсутствие существенного роста прочности лптьерого крепления в случае применения этой технологии для натуральной кожи. что. очевидно, связано с ее достаточно п.кпной волокнистой структурой и высокой ацпенчмнрй способностью коллагеновых волокон. Прочность скретення натуральных кож с подошвенными композициями зависит в основном от характера обработки поверхности кож. их пористости и плотности, а также режимов прямого литья Напротив, для рыхлых тканей, а также материалов, содержащих синтетические волокна, двукратная намазка клеем и термоактивация клеевых пленок, дает значительный положительный эффект

В работе показана возможность реализации двукратной намазки клея при соответствующей организации работы литьевых агрегатах различной компоновки Циклограмма работы карусельного литьевого агрегата пояснена рисунком 5.

Установлены интервалы времени сушки и термоактивации клеевой пленки перед приливанием низа для литьевых агрегатов карусепьного типа с количеством позиций от 12 до 24 и с тактом работы от 15 до 30 секунд Продолжительность сушки клеевого слоя после первой намазки может

лежать в диапазоне 2,0-5,5 минут, после второй намазки - 2,25-7,0 минут, продолжительность термоактивации 5-10 секунд

Рисунок 5 - Циклограмма работы карусельного литьсвси о aiperaia при дву кратной намазке и термоактнвации клеевой пленки перед притнванием низа обуви т - производственный цикл, с . I IS - количество позиций на литьевом агрегате. 1г - съем обу ви и на теванне заго говки верха. t| - продолжительность су шки после первой намазки клеем: Ь -- продо гжнтельиость сушки после второй намазки клеем: t, -продолжительность геомоакгивацни клеевой п ichкн

Экспериментальные исследования процесса формирования литьевых соединений с применением двукратной намазки и термоактивации клеевого слоя показали, что основными регулируемыми факторами прочности литьевых соединений являются температура и продолжительность сушки после второй намазки, а также температура термоактивации. Основываясь на этих данных, разработаны математические модели прочности литьевых соединений ПВХ-пластикатов с хлопкоамидной тканью и двухслойной кирзой при двукратной намазке клеем и термоактивации клеевой пленки. Выбор хлопкоамидной ткани и двухслойной кирзы обусловлен тем, что эти ткани наиболее ярко характеризуют различные химическую природу и поверхностную структуру материалов, которые определяют прочность литьевого соединения.

Для построения математических моделей выбран диапазон варьирования температуры сушки и термоактивации в интервале 20-140°С и

20-160"С соответственно, продолжительность сушки после второй намазки установлена 1.5-7 минут,,что связано с тактом работы литьевого агрегата.

Полученные уравнения регрессии в именованных величинах, характеризующие прочность литьевых соединений, имеют вид:

- хлопкоачндной ткани с ПВХ-пластикаюм ПЛ-2

Г=-6.91927+3.29706ть+0.140761 02064 Г,-0.01447т.Т1-0.00088т1 Г.1-0.00023Т1Т.-0 22391x^-0.000311"^ (4)

- двухслойной кирзы с ПВХ-пластикатом ПЛ-2:

1 1.99443-0.21329x^0.036331,-0.006791 00082г,1< -гО.00451 хь Г.-0.0001бТ^ 0.00618x^-0.000161 (5)

Для анализа полученных математических моделей и их интерпретирования с позиций сущности прямого литья построены геомефические образы зависимостей. Кривые равной прочности литьевых соединений ПВХ-пластиката с двухслойной кирзой и хтопкоамщной тканью в зависимости от исследуемых факторов представлены на рисунке 6.

Эти кривые свидетельствуют о взаимосвязи факторов 1емпературы су шки и термоактивации. которые, однако, по-разному влияют на параметр оптимизации. Наибольшая прочность литьевого крепления ПВХ-пластиката с хлопкоамидней тканью лежит в пределах варьирования факторов и с повышением температуры сушки уменьшается ее продолжительность. Максимальная прочность литьевых соединений ПВХ-пластиката с двухслойной кирзой достигается при температуре сушки 75-110°С. Следует отметить, что для материалов верха из натуральных волокон (кирза) позитивное влияние роста температуры сушки, замедляется при достижении температуры 100-110°С, очевидно, что связано с изменением их структуры при повышенных температурах. Напротив, при температуре сушке больше 110"С ад1езионная способность к материалам, содержащим синтетические волокна (хлопкоамидная ткань), имеющим высокую температуру плавления более существенна, что, по-видимому, связано с интенсификацией взаимодействия адгезива с этими субстратами. Что касается температуры

активации, то в исследуемых пределах ее влияние зависит от продолжительности и температуры интенсифицированной сушки.

Обобщенная картина влияния температуры и продолжительности сушки после второй намазки, температуры термсактивации клеевой пленки на прочность литьевого крепления представлена на рисунке 7

Представленные зависимости наглядно иллюстрируют вклад исследуемых факторов в изменение прочности литьевого крепления низа обуви.

Решена задача оптимизации режимов двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя при литьевом креплении ПВХ-пластиката к различным материалам верха Для достижения максимальной прочности с хлонкоамидной тканью (Рп,,ч=7.59 кН/м), сушка клеевого слоя после первой намазки должна осуществляться в течение 2-5,5 минут при комнатной температуре, сушка после второй намазки - в течение 2-3 минут при температуре 140°С и термоактивация клеевой птенки - при температуре 45-50°С Для достижения максимальной прочности ПВХ-пластиката с двухслойной кирзой (Р,шх=4,43 кН/м) сушка клеевого слоя после первой намазки должна осуществляться аналогично, а су шка после второй намазки в течение 7 минут при температуре 60-70°С и температуре термоактивации -90-100°С.

Полученные результаты по!Воляют определять и устанавливать оптимальные технологические параметры прямого литья, что способствует увеличению прочности литьевого крепления низа и тем самым повышению качества готовых изделий.

Апробация технологии двукратного нанесения клея и термоакгивации клеевого слоя при прямом литье низа на обувь осуществлена на промышленном литьевом агрегате В520418 фирмы «Оттогалли». Результаты апробации показали повышение прочности литьевого крепления низа к верху обуви из хлопкоамидной ткани на 50-53% в сравнении с традиционной однократной намазкой. Это свидетельствует об эффективности предложенного способа за счет обеспечения нормируемой прочности литьевого соединения с проблемными материалами верха обуви.

а б

е

д е

Рисунок 6 - Кривые равной прочности литьевых соединений члопкоамилной ткани (а. 6, <)) и лвулслойной кирзы (б, г, е) с ПВХ-пластикаточ а и б- т,=2 мин. е и <> - т^=4.5 мин. дне - т=7 мин Цифры у кривых - значения прочности литьевого крепления. кН'м

Plk\ Мок' ? - ЗакЖ'Н\рч :;, мр^^чнск"! и I ■..'ч.ч L"04;litít£ll;lя \ ¡ih:kv1;¡m;í чí .ч! к.и .'( ],

и tí<;. ioíímom s'.)|i и.' (2! с I ШХ-тм-Пк;«*»!« о r iVMnepaty ры .су тки í , ¡1 rCMíiopj i v ры актпшщнн i j, при it¡nv]iyra:¡ne:jí,n.,it i ¡! сушки iiolmo pwpoii лама ;ки i. a 14 лпш : íi -r,~4,ÍMim.: е- ти.-7\нш

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Ч ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

При решении поставленных н работе задач получены следующие основные научные и практические результаты,

1. Проведена оценка формуемости подошвенных композиций методом определения показателя гекучесги расплава при различных его температу рах. Разработан и апробирован более объективный способ оценки вязкостных

свойств подошвенных композиций по длине затекания расплава в каналы опытной литьевой формы.

2. Определены основные факторы образования выпрессовок и закономерности их появления. Установлено, что наиболее значимыми факторами являются температура расплава и давление литья, а также формуемость подошвенных композиций. Разработаны математические модели закономерностей образования выпрессовок и получены количественные данные о величине зазора между заготовкой верха обуви и губками полуматриц, в который способен проникать расплав подошвенных композиций при различных режимах прямого лигья Установлено, что при применяемых в практике диапазонах значений режимов прямого литья ПВХ-пластикатов различного композиционною состава выпрессовки отсутствуют при зазорах 8=0.08-0,19 мм. а термо мастопластов - 6=0,10-0,23 мм.

3. Рассмотрено взаимодействие сопрягаемых элементов при смыкании полу матриц на заготовке верха обуви с учетом допустимого сжатия пакета материалов верха и на этой основе определены требования к колебаниям толшины пакетов с точки зрения предотвращения выпрессовок.

4. Разработаны способы и технологические приемы совершенствования технологии производства обуви строчечно-литьевого метода крепления, которые позвотяют

- предотвращать повреждения шва пристрачивания втачной стельки при взъерошивании за счет позиционирования заготовки на колодке и его укрепления клеевой композицией;

- повышать прочность литьевого крепления к материалам, не обладающим высокой ад1езией к материалу низа за счет спускания нижних краев деталей заготовки верха обуви в плоском виде или прикрепления к собранной заготовке по нижнему краю полоски материала, обладающего повышенной адгезией к материалу подошвы;

предотвращать появление выпрессовок при одновременном повышении прочности литьевого крепления низа к обуви из кож с лицевым покрытием на 18-20°/о за счет неполного двоения нижнего края заготовки верха с последующей обрезкой раздвоенного нижнего слоя (патент РФ) или за счет пристрачивания полоски материала,, обладающего повышенной

адгезией к материалу низа, к укороченному и спущенному нижнему краю заготовки

5. Разработан способ двукратного нанесения клея и термоактивации клеедого слоя на литьевых агрегатах различной компоновки, который защищен патентом РФ. Способ позволяет применять в качестве материалов верха проблемные с пи-зг;:;ий обеспечения прочности литьевого крепления материалы, что открывает широкие возможности расширения ассортимента современных материалов для верха обуви.

6 Разработаны математические модели прочности литьевых соединений обувных материалов верха с ПВХ-пластикатом при использовании двукратной намазки клеем и термоактивации клеевой пленки и решена задача оптимизации этих технологических параметров

7. Апробирована технология двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя на 18-ти позиционном литьевом агрегате ВБ20418 фирмы «Оттогалли» Реализация данной технологии позволяет повысить прочность литьевого крепления низа на 50-53%, увеличить объем реализации продукции за счет расширения ассортимента материалов для верха обуви.

8 Практическая реализация результатов диссертационной работы проведена на ЗАО «КОРС» при производстве обуви строчечно-литьевого метода крепления низа на литьевом агрегате В520418 фирмы «Оттогалли» Суммарный годовой экономический эффект внедренных разработок составил 485760 рублей.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Карабанов П.С , Дмитриенко Т.А. Заполнение полостей литьевых' форм при литье низа на обувь // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: Мат-лы Российской научн -практ. конф. -Кемерово, 1997.-С. 17-18.

2. Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А Анализ образования выпрессовок при литье низа на обувь / Оборудование и технологии сферы быта и услуг: Межвузовский сб. научн. тр. Вып 29. - Шахты, ДГАС - 1998. -С 34-35

3 Карабанов П С., Дмитриенко Т А Влияние режимов литьевого формования низа обуви на образование выпрессовок // Кожевенно-обувная промышленность. - 1999 - №4. - С. 40-41.

4. Дмитриенко Т.А., Карабанов П.С Исследование факторов образования выпрессовок при прямом литье низа на обувь // Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений: Мат-лы Всеросс. научн.-практ. конф. - Кемерово: Изд-во КГППК. - 2003. - С 112113.

5. Дмитриенко Т.А. Предотвращение выпрессовок при прямом литье низа на обувь П Наука, технологии, инновации- Мат-лы докладов Всеросс. научн. конф. молодых ученых 4 2,- Новосибирск, 2003. - С. 22

6 Карабанов П.С, Дмитриенко Т. А. Расчет параметров предоlbpamct-,,-.;, siiripcjcCHO" при прямом литье // Проблемы создания гибких технологических линий производства нл^с.':™" из кожи' Тематический сборник науч. тр - Шахты. ЮРГУЭС, 2003 - С. 34-36.

7. Пат. 2134528 РФ, МПК6 А43 В 9/18 Способ изгогов!ения об>ви литьевого метода крепления низа / Карабанов П.С., Дмитриенко ТА., Щербакова В.П , Казаков В.А. - 1999. - Опубл. 20.08 99, бюл №23.

8. Карабанов П.С., Бороздина ГА., Дмитриенко ТА. Научные основы обеспечения прочности литьевых соединений обувных материалов. Заключительный отчет по гранту. Зарегистрирован в ВНТИЦ регистр номер 01.2 00 315184 инв номер 0220 0 600164 код ВНТИЦ 0203024370323

9. Пат. 2290852 РФ, МПК6 А43 В 9/18 Способ повышения прочности литьевого крепления низа к материалам верха обуви / Карабанов П С., Дмитриенко Т.А., Щербакова В.Г1. Казаков В.А - 2007. - Опубл 10.01.07, бюл. №1.

ДМИТРИЕНКО ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА

Совершенствование технологии производства обуви строчечно-лит ьевого метода крепления низа

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уел-печ. 1,0 п л. Тираж 70 экз Заказ № е.^-оз.

Информационно-издательский центр МГУДТ 115998, г. Москва, ул. Садовническая, 33 Отпечатано в ИИЦ МГУДТ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПРОБЛЕМЫ ПРЯМОГО ЛИТЬЯ НИЗА НА ОБУВЬ

1.1 Особенности производства обуви методом прямого литья низа.

1.2 Обеспечение прочности литьевого крепления низа обуви.

1.3 Формуемость подошвенных композиций и проблема выпрессовок.

1.4 Постановка задач исследований.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПОЯВЛЕНИЯ ВЫПРЕССОВОК И РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

2.1 Исследование проникающей способности расплавов подошвенных композиций.

2.1.1 Показатель текучести расплава.

2.1.2 Длина затекания расплава.

2.1.3 Влияние режимов литья на появление выпрессовок.

2.2 Разработка математической модели образования выпрессовок.

2.3 Исследование сжимаемости материалов заготовки верха полуматрицами литьевой формы.

2.4 Выводы по главе.

3 РАЗРАБОТКА НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОБУВИ ПРИ ПРЯМОМ ЛИТЬЕ НИЗА

3.1 Совершенствование способов подготовки поверхности следа обуви к литьевому креплению.

3.2 Разработка способа прямого литья с неполным двоением нижнего края заготовки.

3.3 Выводы по главе.

4 РАЗРАБОТКА СПОСОБА ЛИТЬЕВОГО КРЕПЛЕНИЯ НИЗА С ДВУКРАТНЫМ НАНЕСЕНИЕМ КЛЕЯ НА ЗАГОТОВКУ ВЕРХА

4.1 Разработка принципов двукратного нанесения клея в условиях многопозиционных литьевых агрегатов.

4.2 Разработка математической модели прочности литьевого крепления.

4.3 Оптимизация технологических режимов подготовки следа к литьевому креплению низа и апробация технологии.

4.4 Выводы по главе.

Актуальность темы. Основными тенденциями развития мирового производства являются создание новых и расширение ассортимента известных химических материалов для обуви, внедрение и развитие перспективных технологий, в том числе литьевого метода крепления низа обуви. В производстве обуви литьевого крепления низа доминирующим является строчечно-литьевой метод. Несмотря на сравнительно дорогостоящую литьевую оснастку, этот метод за счет высокой производительности и низкой трудоемкости сборки заготовок верха широко применяется для производства обуви стабильного ассортимента (повседневная обувь спортивного типа, специальная обувь) [1-3]. Кроме того, современные методы изготовления оснастки создали экономические предпосылки для более частой ее замены. Это обстоятельство открывает возможности применения строчечно-литьевого метода крепления низа при производстве многих видов модной повседневной обуви [4]. Однако более широкое применение этого метода тормозится рядом нерешенных проблем технологического характера. К ним относятся: невысокая прочность литьевого крепления к некоторым материалам верха обуви, повреждения шва пристрачивания при взъерошивании краев заготовок верха из кож с лицевым покрытием, образование выпрессовок в процессе формования низа. В этой связи очевидна целесообразность и актуальность развития технологии строчечно-литьевого метода крепления низа обуви, чему посвящена настоящая диссертационная работа.

Целью диссертационной работы является совершенствование технологии изготовления обуви строчечно-литьевого метода крепления на базе разработки новых способов процесса, расширяющих ассортимент материалов верха обуви, повышающих прочность литьевого крепления низа и предотвращающих образование выпрессовок.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

- на основе анализа литературных источников и практического опыта выявление основных недостатков строчечно-литьевого метода, препятствующих повышению его эффективности;

- исследование факторов образования выпрессовок при прямом литье низа на обувь и закономерностей их появления;

- разработка математической модели предотвращения выпрессовок, основанной на анализе режимов литья и допустимого сжатия пакета материалов верха при смыкании губок полуматриц литьевой формы;

- разработка способов предотвращения повреждений штробельного шва при взъерошивании краев заготовок верха на литьевой колодке;

- разработка новых способов предотвращения выпрессовок при одновременном повышении прочности литьевого крепления низа обуви;

- исследование возможности и эффективности двукратного нанесения клея на края заготовки верха обуви и термоактивации клеевого слоя перед приливанием низа;

- оптимизация режимов двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя перед приливанием низа на литьевых агрегатах карусельного типа.

Методы и средства исследования. Решение поставленных задач базируется на основах конструирования и технологии изделий из кожи, теоретических положениях о деформационных свойствах материалов верха * обуви, теоретических основах переработки полимеров, математических методах планирования и анализа эксперимента.

Экспериментальная часть работы выполнена на лабораторном литьевом стенде, оснащенном специально спроектированными и изготовленными опытными литьевыми формами, моделирующими условия процесса прямого литья низа обуви. Апробация разработанных способов проведена на промышленном литьевом агрегате BS 20418 фирмы «Ottogalli».

Научную новизну работы составляют следующие положения:

- математические модели, определяющие взаимосвязь основных факторов образования выпрессовок при прямом литье низа обуви;

- расчетная модель предотвращения выпрессовок, построенная на основе анализа взаимодействия заготовки верха с губками полуматриц с учетом неизбежных колебаний параметров сопрягаемых элементов;

- способы изготовления заготовок верха обуви, предотвращающие появление выпрессовок и повышающие прочность литьевого крепления низа;

- новый способ прямого литья с двукратным нанесением клея на края заготовок верха и термоактивацией клеевого слоя перед приливанием низа обуви;

- математические модели оптимизации режимов двукратного нанесения клея на заготовки верха из материалов различной структуры и химической природы.

На защиту выносятся следующие научные положения.

1. Вероятность образования выпрессовок при прямом литье низа на обувь снижается проведением технологических и технических мероприятий, обеспечивающих при смыкании полуматриц наличие зазора между губками полуматриц и материалом верха не более 0,18-0,23 мм. Полное отсутствие выпрессовок достигается при зазоре менее 0,08-0,10 мм или при сжатии пакета материалов верха губками полуматриц до величины, не превышающей 42-57%.

2. Эффективность производства обуви из кож с лицевым покрытием строчечно-литьевого метода крепления низа повышается способами позиционирования заготовок верха на литьевой колодке при роботизированной обработке затяжной кромки и укрепления штробельных швов при неавтоматизированном взъерошивании, новыми способами изготовления заготовок верха, исключающими необходимость взъерошивания.

3. Новый способ литьевого крепления низа обуви, заключающийся в двукратном нанесении клеевого слоя на края заготовок верха и дополнительной термоактивации клеевой пленки непосредственно перед приливанием низа, обеспечивает высокую прочность литьевого крепления к материалам верха, не обладающим достаточной адгезией к литьевым подошвенным композициям и, следовательно, значительно расширяет ассортимент материалов верха обуви.

Достоверность научных положений работы подтверждается экспериментальными исследованиями, апробацией предложенных технологических решений, эффективностью внедренных в производство разработанных способов и технологий изготовления обуви строчечно-литьевого метода крепления

Практическую значимость представляют следующие результаты работы:

- количественные параметры допустимых колебаний толщины пакета материалов верха различных структурных характеристик и физико-механических свойств;

- способы предотвращения повреждения штробельного шва при взъерошивании краев заготовки верха на литьевых колодках;

- способы сборки заготовок верха обуви, повышающие прочность литьевого крепления и предотвращающие выпрессовки;

- способ двукратного нанесения клея на края заготовки верха и термоактивации клеевого слоя перед приливанием низа, обеспечивающий необходимую прочность литьевого крепления материалов верха, не обладающих достаточной прочностью крепления по традиционной технологии, расширяющий ассортимент материалов верха обуви.

Реализация результатов работы. Научные положения работы применимы для решения проблем производства обуви строчечно-литьевого метода крепления. К ним относятся: способы подготовки следа к литьевому креплению низа; способы предотвращения выпрессовок и повышения прочности литьевого крепления; технология прямого литья низа на обуви с применением двукратного нанесения клеевого слоя и его термоактивации перед приливанием низа.

Практическая значимость работы подтверждена применением разработанных способов и технологий при прямом литье низа обуви на ЗАО

КОРС» (г. Новосибирск). Результаты работы доказывают перспективность направления по совершенствованию строчечно-литьевого метода крепления низа в производстве обуви.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и получили положительную оценку на: научно-методическом семинаре НТИ МГУДТ (Новосибирск, 1997г.), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» (Новосибирск, 2003г.), научно-практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (Новосибирск, 2003г.), научно-методическом семинаре НТИ МГУДТ (Новосибирск, 2007г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 научных работах, среди которых 1 патент и 1 решение о выдаче патента.

Диссертационная работа подготовлена по результатам научных исследований по госбюджетной теме «Исследование химических методов производства изделий из кожи и оценка качества продукции», выполняемой в НТИ МГУДТ и внутривузовскому гранту НТИ МГУДТ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Обоснована принципиальная возможность реализации технологии двукратного нанесения клея на края заготовки верха обуви и термоактивации клеевого слоя перед приливанием низа на литьевых агрегатах различной компоновки. Установлены интервалы времени сушки и термоактивации клеевой пленки перед приливанием низа для литьевых агрегатов карусельного типа с количеством позиций от 12 до 24 и с тактом работы от 15 до 30 секунд. Продолжительность сушки клеевого слоя после первой намазки может лежать в диапазоне 2,0-5,5 минут, после второй намазки - 2,25-7,0 минут, продолжительность термоактивации 5-10 секунд.

2. Экспериментально показано, что эффективность двукратного нанесения клея и термоактивации клеевой пленки зависит от поверхностной структуры и химической природы материалов верха. Применение этой технологии позволяет повысить на 24-167% прочность литьевых соединений ПВХ-пластиката с различными материалам верха обуви.

3. На основе литературных данных и практического опыта обоснованы диапазоны температур интенсифицированной сушки клеевого слоя после второй намазки и термоактивации клеевой пленки на заготовке верха обуви перед приливанием низа, которые соответственно составили 20-140°С и 20-160°С.

4. Разработаны математические модели прочности литьевых соединений обувных материалов различной поверхностной структуры и химической природы с ПВХ-пластикатом с применением двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя перед приливанием низа.

5. Решена задача оптимизации режимов двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя при литьевом креплении ПВХ-пластиката к различным материалам верха.

Максимальная прочность литьевого крепления ПВХ-пластиката с двухслойной кирзой составляет Fmax=4,43 кН/м и достигается при сушке клеевого слоя после первой намазки в течение 2-5,5 минут в естественных условиях, сушке клеевого слоя после второй намазки в течение 7 минут при Тс=60-70°С и температуре термоактивации Та=90-100°С. Максимальная прочность литьевого крепления ПВХ-пластиката с хлопкоамидной тканью составляет Fmax=7,59 кН/м - при сушке клеевого слоя после первой намазки в течение 2-5,5 минут в естественных условиях, сушке клеевого слоя после второй намазки в течение 2-3 минут при Тс=140°С и Та=45-50°С.

6. Проведена апробация технологии двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя при прямом литье низа на обувь на промышленном литьевом агрегате BS20418 фирмы «Оттогалли». Результаты апробации показали повышение прочности литьевого крепления низа к верху обуви из хлопкоамидной ткани на 50-53% в сравнении с традиционной однократной намазкой. р

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При решении поставленных задач в работе получены следующие основные научные и практические результаты.

1. Определены основные факторы образования выпрессовок и закономерности их появления. Установлено, что наиболее значимыми факторами их образования являются температура расплава и давление литья, а также формуемость подошвенных композиций.

2. Проведена оценка формуемости подошвенных композиций методом определения показателя текучести расплава при различных его температурах. Разработан и апробирован более объективный способ оценки вязкостных свойств подошвенных композиций по длине затекания расплава в канал литьевой формы. Проведено комплексное исследование влияния режимов прямого литья на образование выпрессовок.

2. Разработаны математические модели образования выпрессовок и получены количественные данные о величине зазора между заготовкой верха обуви и губками полуматриц, в который способен проникать расплав подошвенной композиции при различных режимах литьевого крепления низа на обувь. Установлена величина минимальных зазоров 5mjn=0,08-0,19 мм для ПВХ-пластикатов и 5mjn=0,10-0,23 мм для термоэластопластов, в которые проникновение расплава подошвенной композиции маловероятно.

3. Разработана расчетная схема величины сжатия материала, позволяющая определять для различных видов материалов верха их допустимое сжатие при прямом литье низа на обувь.

4. Предложены и реализованы основные направления совершенствования технологии производства обуви строчечно-литьевого метода крепления, которые позволяют:

- повысить прочность литьевого крепления к материалам, не обладающим высокой адгезией к материалу низа за счет укрепления клеевой композицией шва пристрачивания втачной стельки перед взъерошиванием, или спусканием нижних краев деталей заготовки верха обуви в плоском виде, или прикреплением к собранной заготовке по нижнему краю полоски материала, обладающего повышенной адгезией к материалу подошвы;

- предотвратить появление выпрессовок при одновременном повышении прочности литьевого крепления низа к обуви из кож с лицевым покрытием на 18-20% за счет неполного двоения нижнего края заготовки верха с последующей обрезкой раздвоенного нижнего слоя (патент РФ) или за счет пристрачивания полоски материала, обладающего повышенной адгезией к материалу низа, к укороченному и спущенному нижнему краю заготовки.

5. Разработан способ литьевого крепления низа с двукратным нанесением клея и термоактивацией клеевого слоя на литьевых агрегатах различной компоновки, который защищен патентом РФ. Данный способ позволяет применять в качестве материалов верха проблемные с позиций обеспечения прочности литьевого соединения текстильные материалы. Определены временные диапазоны для сушки клеевого слоя после первой и второй намазок, а также термоактивации клеевой пленки на многопозиционных литьевых агрегатах карусельного типа.

6. Разработаны математические модели прочности литьевых соединений обувных материалов верха, различных по поверхностной структуре и химическому составу с ПВХ-пластикатом при использовании двукратной намазки клеем и термоактивации клеевой пленки.

7. Решена задача оптимизации технологических параметров двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя при литьевом креплении ПВХ-пластиката с различными материалами верха. Установлено, что максимальная прочность литьевого крепления достигается при следующих параметрах:

- Fmax=4,43 кН/м с двухслойной кирзой при температуре сушки после второй намазки Тс=60-70°С в течение 7 минут и температуре термоактивации Та=90-100°С;

- Fmax=7,59 кН/м с хлопкоамидной тканью при Тс=140°С в течение 2-3 минут и Та=45-50°С.

8. Апробирована технология двукратного нанесения клея и термоактивации клеевого слоя на 18-ти позиционном литьевом агрегате BS20418 фирмы «Оттогалли». Реализация данной технологии позволяет повысить прочность литьевого крепления низа на 50-53%, увеличить объем реализации продукции за счет расширения ассортимента материалов для верха обуви.

9. Практическая реализация результатов диссертационной работы проведена на ЗАО «КОРС» при производстве обуви строчечно-литьевого метода крепления низа на литьевом агрегате BS20418 фирмы «Оттогалли». Суммарный годовой экономический эффект внедрения разработанных технологий составил 485760 рублей.

1. Тяжелые проблемы «легкой» // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. - №2. - С. 21-22.

2. Аркадьева А. Обувная промышленность России: неутешительные итоги // New STEP. 2006. - №4. - С. 102-104.

3. Александров С.П. Развитие обувной промышленности // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. - №4. - С. 22-24.

4. Иванова Ю.В. О новых технических решениях в области изготовления обуви // Кожевенно-обувная промышленность. 2003. - №4. - С. 44-45.

5. Прохоров В.Т., Осацкая Н.В. Рекомендации для обувных предприятий по выходу из кризиса // Кожевенно-обувная промышленность. -2004. -№3.- С. 17-20.

6. Бахановский В.И. Легкая промышленность: проблемы и пути решения // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. - №5. - С. 11-13.

7. О мерах по развитию легкой промышленности // Кожа и обувь. -2006. -№3.- С. 12-16.

8. Карабанов П.С. Теоретические основы прямого литья низа на обувь / монография. М.:ИИЦ МГУДТ, 2003. - 132 с.

9. Раяцкас В.Л., Нестеров В.П. Технология изделий из кожи: Учебник для вузов. В 2ч., 4.2. // М.: Легпромбытиздат, 1988. - 320 с.

10. Оржякаускас П.Й., Кирейлене Д.А., Торнау Э.Э., Ратаутас А.С. Создание новых конструктивных и технологических решений в производстве литьевой обуви // Известия вузов. Технология легкой пром-сти. 1988. - №2. -С. 43-48.

11. Зурабян К.М., Краснов Б.Я., Пустыльник Я.И. и др. Справочник по материалам, применяемым в производстве обуви и кожгалантереи: Учебное пособие для вузов М.: Изд. центр «Академия», 1999. - 81 с.

12. Гвоздев Ю.М. Химическая технология изделий из кожи: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед. М.: Издательский центр «Академия», 2003.-256с.

13. Термоэластопласты / Под ред. В.В. Моисеева. М.: Химия, 1985.184с.

14. Обувные композиции «ФранТЭП» // Кожа и обувь. — 2005. №1. —1. С.29.

15. New TPEs: Not Slippery when Wet / Plastics Technology 2005. - №3 -P.21-22.

16. ЕвелевА. Экономика. Технологии. Оборудование. Материалы. // New STEP. 2006. - №3. - С. 98-99.

17. А. с. 1098540 СССР, МПК А43 В9/16. Способ изготовления обуви с литьевой подошвой. 1984. Бюл. №23.

18. Пат. 146586 ЧССР, МПК А43 В13/04. Метод скрепления верха обуви с ' подошвой из термопластичных материалов. 1975.

19. А. с. 1412717 СССР, МПК А43 В9/00 заявл. 27.06.86, опубл. 30.07.88.

20. Заявка 2234934 Великобритания, МПК В29 С67/14. Способ соединения подошвы и верха обуви. 1991.

21. Пат. 1913176 ФРГ, МПК А43 В9/20. Изготовление обуви типа сандалий. -1979.

22. Карабанов П.С., Бороздина Г.А. Формирование литьевых соединенийобувных материалов // Исторические аспекты и достижения обувщиков: Юбил. междунар. сб. научн. тр. Шахты, 2001. - С. 165-168.

23. Москалец Т.А., Карабанов П.С., Черных Е.В. Факторы прочности литьевого скрепления обувных материалов // Наука и образование. Новые технологии: Межвуз. Сб. научн. тр. Вып. 6. М.: ИИЦ МГУДТ, 2003. - С. 2123.

24. Лапшин В.В. Основы переработки термопластов литьем под давлением М.: Химия, 1974. - 270 с.

25. Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А. Заполнение полостей литьевых форм при литье низа на обувь // Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: Мат-лы Российской научн.-практ. конф. -Кемерово, 1997.-С. 17-18.

26. Басов Н.И., Казанков Ю.В. Литьевое формование полимеров М.: Химия, 1984.-248 с.

27. Тадмор 3., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров: Пер. с англ. под ред. Р.В. Торнера. М.: Химия, 1984. - 628с.

28. Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А. Анализ образования выпрессовок при литье низа на обувь / Оборудование и технологии сферы быта и услуг: Межвузовский сб. научн. тр. Вып. 29. Шахты, ДГАС. - 1998. - С. 34-35.

29. Калинчев Э.Л. Закономерности формования литьем под давлением и разработка путей развития технологий литья и оборудования: Дис. докт. техн. наук. М.: МИХМ, 1975. - 392 с.

30. Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А. Влияние режимов литьевого формования низа обуви на образование выпрессовок // Кожевенно-обувная промышленность. 1999. - №4. - С. 40-41.

31. Стронгин Б.М. Проектирование пресс-форм обувного производства -М.: Легпромбытиздат, 1988. 120 с.

32. Патент США, №3332097, кл. 12-42 заявл. 04.09.64, опубл. 25.07.67.

33. А. с. 1662483 СССР, МПК А43 В10/00. Способ изготовления обуви литьевого метода крепления. 1991. Бюл. №26.

34. Заявка 3046050 ФРГ, МПК А43 В10/00, А43 В13/37, опубл. 1982.

35. Заявка 3129598 ФРГ, МПК А43 В13/28, А43 В13/04 заявл. 28.07.81, опубл.03.03.89.

36. Пат. 2119163 Франция, МПК А43 d 35/00. Способ изготовления обуви. 1972.

37. Заявка 2389346 Франция, МКП А43 Д 65/02. Устройство для обеспечения герметичности литьевой формы. 1978.

38. Пат. 2446896 ФРГ, МПК А430 Д 65/00. Пресс-форма. 1978.

39. Заявка 2451815 Франция, МПК В29 С 1/01. Пресс-форма. 1980.

40. Карабанов П.С. Свойства полимеров в процессах переработки при производстве изделий из кожи: Учебное пособие Новосибирск: НТИ МГАЛП, 1997.- 103 с.

41. Калинчев Э.Л., Соковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов: Справочное пособие-Л.: Химия, 1983.-288 с.

42. Карабанов П.С., Фукин В.А., Москалец Т.А. Исследование влияния режимов прямого литья низа на текстильную обувь. Сообщ. 1 // Кожевенно-обувная промышленность. 2002. - №3. - С. 40-42.

43. Карабанов П.С. Метод оценки формуемости подошвенных термопластичных композиций // Великий русский обувщик и время: Междунар. сб. научн. тр. Шахты. -2000. С. 132-135.

44. Карабанов П.С., Фукин В.А., Москалец Т.А. Исследование режимов прямого литья низа на текстильную обувь. Сообщ. 2 // Кожевенно-обувная промышленность. 2002. - №5. - С. 36-37.

45. Карабанов П.С. Развитие теоретических основ литьевых методов в обувном производстве / Дис. на соискание уч. степ. д. т. н. Новосибирск 2004. -312 с.

46. Альтзицер B.C., Красовский В.Н., Меерсон В.Д. Производство обуви из полимерных материалов: Под ред. В.А. Берестнева. JL: Химия, 1987. -232с.

47. Карабанов П.С. Влияние температуры литья низа обуви на образование выпрессовок // Новые технологии. Образование и наука: Сб. научн. тр. Вып. 2. М.: МГУДТ. - 2000. - С. 122-124.

48. John Glenn. Sense part Temperature to minimize cooling time / Plastics Technology 2005. - №3 - P.28-30.

49. Дмитриенко Т.А. Предотвращение выпрессовок при прямом литье низа на обувь // Наука, технологии, инновации: Мат-лы докладов Всеросс. научн. конф. молодых ученых. Ч. 6. Новосибирск, 2003. - С. 22.

50. Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А. Расчет параметров предотвращения выпрессовок при прямом литье // Проблемы создания гибких технологических линий производства изделий из кожи: Тематический сборник науч. тр. -Шахты: ЮРГУЭС, 2003. С. 34-36.

51. Ермаков С.М., Жиглявский А.А. Математическая теория оптимального эксперимента: Учебн. пособие. М.: Наука, 1987. - 320 с.

52. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента (при проведении исследований в легкой и текстильной промышленности). М.: Легкая индустрия, 1974. - 262 с.

53. DESMA: Практическое применение технологии прямого прилива подошв // Кожевенно-обувная промышленность. 2006. - №3. - С. 17-18.

54. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности. Учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Под ред. проф. А.П. Жихарева. М.: Изд. центр «Академия», 2004. - 448с.

55. Козлов А.З. Исследование деформаций заготовок верха обуви при формовании и расчет параметров затяжных машин / Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М.: 1979. - 26 с.

56. Почему имеет приоритет прямое литье комбинированных материалов и полиуретана на заготовку? // Кожевенно-обувная промышленность. 2004. -№2.-С. 31.

57. Морозова Л.П., Петрова С. А., Ушакова Н.В., Баблоян В.П Прикрепление подошв к верху обуви из натуральной кожи без взъерошивания затяжной кромки // Кожевенно-обувная промышленность. 1980. - №9. - С. 5557.

58. Каркашадзе М.И., Зурабян К.М., Морозова Л.П. Изменение адгезии покрытия натуральной кожи в процессе приклеивания деталей низа к верху обуви // Кожевенно-обувная промышленность. 1981. - №11. - С. 52-54.

59. Пятравичус А.В., Раяцкас B.JT. Исследование крепления подошв из резин и термопластов // Кожевенно-обувная промышленность. 1982. - №6. -С. 17-19.

60. Пятравичус А.В. Совершенствование технологии крепления подошв из термоэластопластов и резины в обувной промышленности: Сб. научн. тр. -Вильнюс, 1981.-С. 27-29.

61. Каркашадзе М.И. Изготовление обуви химическим методом крепления без шершевания затяжной кромки // Кожа и обувь. 2004. - № 4. - С. 40-42.

62. Справочник обувщика (технология) / Под ред. А.Н. Калиты. М.: Легпромбытиздат, 1989.-416с.

63. Бескоровайный В.В., Лебедев B.C., Устинов В.П. К вопросу о получении необходимой шероховатости поверхности обувных материалов при механической обработке Сб.: Научные труды НИТХИБ, 1981. - Выпуск 19.

64. Надточиев Д.Н. Разработка научно-методических основ обеспечения качества взъерошивания заготовок обуви: Автореф. дис. на соискание уч. степ, к. т. н. С.-Петербургский гос. ун-т технол. и дизайна, Санкт-Петербург, 2000. - 18с.

65. Карагезян Ю.А., Алексеев Ю., Бриш П. Современное зарубежное оборудование обувного производства М.: Легпромбытиздат, 1993. - с.

66. Новое оборудование // S-стиль. 2005. - № 6. - С. 99.

67. Гвоздев Ю.М. Перспективы применения строчечно-литьевого метода крепления низа обуви // Совершенствование технологии кожи и меха и изделий из кожи. М., 1993. - С. 108-114.

68. Фомченкова Л., Андреева Н. Новое оборудование для литья низа обуви // S-стиль. 2002. - № 1. - С. 82-83.

69. Вольфганг Коливер. Принципы современного производства оборудования для изготовления обуви методом прямого литья // Кожевенно-обувная промышленность. 2006. - №2. - С. 17-18.

70. Прохоров В.Т., Мальцев И.М. Оптимизационные методы для решения технологических задач. Шахты, ЮРГУЭС. - 2003. - 423с.

71. ГОСТ 23554.0 70. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Основные положения. Введ. с 01.01.1980г.

72. ГОСТ 23554.1 79. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Организация и проведение экспертной оценки качества продукции. Введ. с 01.01.1981 г.

73. ГОСТ 23554.2 81. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Обработка значений экспертных оценок качества продукции. Введ. с 01.01.1983г.

74. Технология производства обуви литьевого и строчечно-литьевого методов крепления / ЦНИИлегпром Москва, 1987. 30с.

75. Тонковид JI.A. Автоматизация сборочных процессов в обувном производстве. Киев: Техника, 1984. - 247 с.

76. Морозова Л.П. Обувные клеи. М.: Легкая и пищеваяпромышленность, 1983,- 128с.

77. Ключникова В.М., Кочеткова Т.С., Калита А.Н. Практикум по конструированию изделий из кожи: Учебн. пособие для студентов вузов. М.: Легпромбытиздат, 1985. - 336с.

78. ГОСТ 9292-82 «Обувь. Методы определения прочности крепления подошв в обуви химических методов крепления» / ИПК Издательство1 стандартов Москва, 1982. - 5с.

79. Методы испытания обувных материалов и обуви. Ч. 1. / Физические и механические испытания основных обувных материалов и обуви. ГНТИ Москва, 1954.-491с.

80. Менчак А.П., Нестеров В.П., Лысенко А.И. Совершенствование технологического процесса литья деталей низа на обуви из полиуретанов // Совершенствование технологии кожи и меха и изделий из кожи. М., 1993.1. С. 115-117.

81. Пат. 2134528 РФ, МПК6 А43 В 9/18. Способ изготовления обуви литьевого метода крепления низа / Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А., Щербакова В.П., Казаков В.А. 1999. - Опубл. 20.08.99, бюл. №23.

82. АО «КОРС» Вчера. Сегодня. Завтра. // Кожевенно-обувная промышленность. 2004. - №4. - С. 38-39.

83. ГОСТ 21463-87 «Обувь. Нормы прочности» / Гос. комитет СССР по стандартам Москва, 1987. - 8с.

84. Пат. 2219814 РФ, МПК7 А43 В 9/18. Способ изготовления обуви литьевого метода крепления низа / Карабанов П.С., Савочкин О.В., Щербакова В.П., Казаков В.А. 2003. - Опубл. 27.12.03, бюл. №36.

85. Пат. 2223020 РФ, МПК7 А43 В 9/18. Способ изготовления обуви литьевого метода крепления низа / Карабанов П.С., Савочкин О.В., Щербакова В.П., Казаков В.А. 2004. - Опубл. 10.02.04, бюл. №36.

86. Комиссаров С.А. Влияние режимов литья обувных материалов на прочность их склеивания // Кожевенно-обувная промышленность. 1973. - №9. -С. 51-52.

87. Вейнберг И.А. Совершенствование технологии производства низа на обувь из полимерных материалов // Кожевенно-обувная промышленность. -1983.-№8.-С. 29-30.

88. Москалец Т.А., Карабанов П.С. Влияние структуры текстильных материалов верха обуви на прочность литьевых соединений // Великий русский обувщик и время: Междунар. сб. научн. тр. Шахты: ЮРГУЭС, 2000. - С. 135138.

89. Москалец Т.А., Карабанов П.С. Влияние типа и структуры материалов литьевых изделий на прочность их скрепления // Новые технологии. Образование и наука: Сб. научн. тр. М.: МГУДТ. - С. 97-101.

90. Берлин А.А. Основы адгезии и полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Басин. -М.: Химия, 1974.-392с.

91. Оршанский Г.И. Особенности изготовления обуви методами литья и горячей вулканизации // Кожевенно-обувная промышленность. 1988. - №9. -С. 28-30.

92. Фокина А.А., Леденева И.Н. Автоматизированный каталог «Литьевое оборудование» // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. - №6. -С. 16-18.

93. Александров С.П. Производство рабочей и специальной обуви на литьевых агрегатах DESMA // Кожевенно-обувная промышленность. 2006. -№4.-С. 14-16.

94. Кристиан Декер. DESMA на острие прогресса // Кожевенно-обувная промышленность. 2005. - №4. - С. 33-34.

95. Хакимова Г. MAIN GROUP на российском рынке // Кожевенно-обувная промышленность. 2002. - №3. - С. 27-28.

96. Фомченкова Л.Н. Современная обувь из полимерных материалов // » Кожевенно-обувная промышленность. 2006. - № 1. - С. 11-12.

97. Новые материалы для низа обуви // Koza i obuka. 1985. - kni 34, №6. -S.133-134.

98. Roberts R.F., Ryan F.W., Schonhorn Н., Sessler G.M. J. Appl. Polymer Sci. - 1986. - vol 20, №1. - P.255-265.

99. Кинлок Э. Адгезия и адгезивы / Наука и технология. Перевод с англ. канд. хим. наук Зильбермана А.Б. Москва « Мир», 1991. - 484 с.

100. Бороздина Г.А., Карабанов П.С., Москалева Н.С. Исследование механизма образования литьевых соединений // Новые технологии. Наука и образование: Сб. научн. тр. Вып. 4. М.: МГУДТ, 2002.- С. 25-28.

101. Рыбкин С.Б. Исследование факторов, влияющих на прочность связи полимерно-текстильных соединений спортивной обуви и ее прогнозирование с использованием математических моделей: Дис.канд. техн. наук. М.: ВЗИТЛП, 1979.-169 с.

102. Пат. РФ. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке 2005112977/12(014971), МПК7 А43 В 9/18. Способ повышения прочности литьевого крепления низа к материалам верха обуви / Карабанов П.С., Дмитриенко Т.А., Щербакова В.П., Казаков В.А.к