2.2.3 Анализ материалов, используемых при изготовлении
Наружные детали верха обуви испытывают различные воздействия в процессе изготовления и носки обуви. Во время изготовления обуви они подвергаются деформациям изгиба и растяжения, что связано с приданием заготовке верха требуемой формы. В процессе носки наружные детали верха подвергаются повторным деформациям, связанным с изменениями формы и размеров стопы при движении человека; механическим воздействиям внешней среды, трениям и ударам о твердые предметы, физико-химическому воздействию влаги, пыли и химических веществ, низкой и высокой температуры. Детали верха обуви должны быть изготовлены из материалов, плотных, эластичных, устойчивых к многократным изгибам и растяжению. Материалы для верха обуви должны быть мягкими, не оказывать давления на стопу, но быть формоустойчивыми.
Для изготовления наружных деталей верха обуви применяются: кожи хромовые гладкие с естественной лицевой поверхностью по ГОСТ 939-88 «Кожа для верха обуви. Технические условия» (бычок, полукожник, выросток, опоек, шевро, козлина, кожи, отделанные под велюр и нубук) [28], замша по ГОСТ 3771-84 [29], лаковые кожи по ГОСТ 9705-78 [30], кожи хромовые с естественной лицевой поверхностью (эластичные) по ТУ 17-06-113-85 «Кожа эластичная для верха обуви» [31], кроме свиных.
Показатели физико-механических и гигиенических свойств кожи эластичной, выбранной для верха обуви, содержатся в таблице 9.
Таблица 9 - Показатели физико–механических и гигиенических свойств материала для наружных деталей верха обуви.
№
|
Наименование показателей
|
Единицы измерения
|
Кожа эластичная ТУ 17-06-113-85 и по нормативным документам.
|
По измерениям
|
1
|
Предел прочности при растяжении
|
10МПа
|
1,3
|
1,8
|
2
|
Удлинение при растяжении
|
%
|
35 - 45
|
37
|
3
|
Влагоотдача
|
%
|
20 - 50
|
41
|
4
|
Гигроскопичность
|
%
|
20 - 35
|
26
|
5
|
Паропроницаемость
|
Мг/см*ч
|
3,38
|
3,38
|
6
|
Массовая доля влаги
|
%
|
12 -16
|
13
|
7
|
массовая доля оксида хрома
|
%
|
4,3
|
4,5
|
8
|
Напряжение при появлении трещин лицевого слоя не менее
|
10 МПа
|
1,1
|
1,1
|
9
|
Массовая доля веществ, экстрагируемых органическими растворителями
|
|
3,0 – 10
|
5
|
10
|
Устойчивость покрытия к многократному изгибу не менее
|
|
3
|
4
|
Кожа эластичная обладает высокими показателями влагоотдачи 20 -50%, паропроницаемости 3,38 Мг/см*ч.
На подкладочные материалы факторы окружающей среды влияют меньше, чем на верх обуви. Условия эксплуатации внутренних деталей верха обуви определяются непосредственным контактом их со стопой. Детали подкладки и верха обуви работают как единая система. Исходя из этого необходимо, чтобы материал подкладки обладал примерно таким же комплексом механических свойств, как и материал верха.
Для внутренних деталей верха используют кожи для подкладки обуви по ГОСТ 940-81 «Кожа для подкладки обуви. Технические условия» [32]; кожи для верха обуви по ГОСТ 939-88 «Кожа для верха обуви. Технические условия» [28] (кроме кож тяжелых развесов), кожа из спилка для верха и подкладки обуви по ГОСТ 1838 «Кожа из спилка. Общие технические условия» [33] (кроме кож покрывного крашения с казеиновым и акриловым покрытиями), кожевенные куски по техническим документам; ткани для подкладки по ГОСТ 19196 «Ткани обувные. Общие технические условия» [34], искусственные и синтетические кожи по техническим документам. Подкладочные материалы должны обладать высокими показателями гигроскопичности и влагоотдачи, сопротивление истиранию, устойчивость к мокрому трению. Эти требования вызваны непосредственным воздействием на подкладку паров и капельного пота, выделяемых стопой.
Показатели физико–механических и гигиенических свойств яловки ГОСТ 940-81 «Кожа для подкладки обуви. Технические условия» [32], выбранной для изготовления внутренних деталей верха данной модели полуботинок, представлены в таблице 10.
Таблица 10 - Показатели физико-механических, гигиенических свойств материала для кожаной подкладки.
№
|
Наименование показателей
|
Единицы измерения
|
Яловка ГОСТ 940-81 и по нормативным документам.
|
По измерениям
|
1
|
Массовая доля влаги
|
%
|
10-16
|
15
|
2
|
Массовая доля окиси хрома, не менее
|
%
|
4,3
|
4,5
|
3
|
Предел прочности при растяжении по коже.
|
10 МПа
|
0,8
|
1
|
4
|
Удлинение при напряжении 10МПа
|
%
|
15-35
|
20
|
5
|
Устойчивость окраски кож.
К сухому трению
К мокрому трению
|
баллы
|
5
4
|
5
4
|
Продолжение таблицы 10
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Жесткость,
|
сН
|
20 - 46
|
34
|
7
|
Паропроницаемость,м
|
|
12
|
12
|
8
|
Предел прочности при растяжении,
|
10 МПа
|
2,4
|
2,4
|
Промежуточные детали верха – подносок и задник. Основными требованиями к материалам для подносков являются обеспечение формуемости в процессе изготовления обуви и сохранение приданной им формы при носке. Подносок обеспечивает красивый силуэт обуви и защищает пальцы от травм. Для подносков предлагается использовать кожи по ГОСТ 1903 «Кожа для низа обуви. Воротки и полы. Технические условия» [35], ГОСТ 29277 «Кожа для низа обуви. Технические условия» [36], ГОСТ 939 «Кожа для верха обуви. Технические условия» (отходы из основного и дополнительного кроя) [28], эластичные и термопластические материалы по техническим документам.
Показатели физико–механических свойств материала эластичного термопластического по ТУ 17-06-19-77 для подносков представлены в таблице 11.
Таблица 11 - Показатели физико-механических свойств материала для подносков.
№
|
Наименование показателей
|
Единицы измерения
|
Материал эластичный термопластический для подносков
|
ТУ 17-06-19-77
|
1
|
Толщина,
|
мм
|
0,9 +-0,1
|
2
|
Жесткость, не менее
|
Н
|
130
|
3
|
Разрывная нагрузка, не менее, в направлениях
|
МПа
|
|
Продольном
|
392
|
поперечном
|
294
|
4
|
Удлинение при разрыве, не менее,
|
%
|
|
По основе,
|
5
|
По утку,
|
15
|
5
|
Упругость, не менее,%
|
%
|
|
По основе
|
70
|
По утку
|
90
|
Продолжение таблицы 11
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6
|
Клеящая способность, не менее,
|
Н/мм
|
1,5
|
7
|
Изгибание на валике диаметром 30 мм
|
|
70
|
8
|
Намокаемость за 24 часа,
|
%
|
8,7
|
Материал задника должен обладать достаточной жесткостью, чтобы хорошо сохранять первоначально приданную форму обуви. Рациональная конструкция задников обеспечивает не только износостойкость и сохранение формы обуви, но и правильное положение пятки стопы при ходьбе.
Для задников предлагаются кожи по ГОСТ 461-78 [37], ГОСТ 1010-78 [38], ГОСТ 1903-78 [35], формованный картон и термопластические материалы по нормативно-технической документации.
Для задников полуботинок мужских повседневных выбран материал эластичный термопластический по ТУ 17-958-73. Показатели физико-механических и гигиенических свойств материала для задников представлены в таблице 12.
Таблица 12 - Показатели физико-механических и гигиенических свойств материала для задников.
№
|
Наименование показателей
|
Единицы измерения
|
Материал эластичный термопластический
|
ТУ 17-958-73
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
Плотность, не более,
|
г/см
|
-
|
2
|
Сопротивление к расслаиванию
|
%
|
7
|
3
|
Предел прочности при растяжении, не менее в направлении
|
МПа
|
|
продольном
|
4
|
поперечном
|
1,5
|
4
|
Удлинение при растяжении, в направлении
|
%
|
|
продольном,
|
9
|
поперечном,
|
25
|
5
|
Жесткость при статическом изгибе,
|
Н
|
16 - 36
|
Продолжение таблицы 12
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6
|
Гигроскопичность,
|
%
|
2
|
7
|
Намокаемость за 24 часа,
|
%
|
7,0
|
8
|
Паропроницаемость
|
кг/м2*с
|
20
|
Основными требованиями к подошвенным материалам являются высокое сопротивление истиранию, раздиру и многократному изгибу, водонепроницаемость, хорошее сцепление с грунтом, твердость, амортизационная способность, низкая масса при повышенной толщине.
Подошвенные материалы могут иметь и невысокие гигиенические свойства, так как между стопой и подошвой находится несколько слоев различных материалов, в том числе и непроницаемых для потовыделений стопы.
При изготовлении подошвы для мужской повседневной обуви применяются следующие материалы: поливинилхлорид, полиуретан, кожволон, термопластический эластомер.
Для изготовления подошвы проектируемой обуви предлагается полеуретан. Уникальность обувного полиуретана состоит в его высокой масло-, бензо-, озоностойкости, превосходным теплофизическим, электрическим и эластичным свойствам, а также отличной износостойкости. Подошва данной модели повседневных полуботинок изготовлена литьевым методом на полуавтомате «Десма».
Материал для внутренних деталей низа обуви должен обладать малой твердостью и большой пластичностью. В настоящее время известны следующие виды материалов, предназначенных для изготовления стелек: кожа по ГОСТ 1903-78 «Кожа для низа обуви. Воротки и полы. Технические условия» [35], кожкартон ГОСТ 9542-89 «Картон обувной и детали обуви из него. Общие технические условия» [39] (на базе волокон натуральных кож, пропитанных латексами), тексон (из целлюлозных или текстильных волокон). В нашей модели мужских повседневных полуботинок используется основная стелька из картона СОП ГОСТ 9542-89 [39].
Материал для стелек должен быть плотным, эластичным, пластичным, устойчивым к истиранию и многократному изгибу, обладать высокими гигиеническими свойствами. Стелечные материалы должны иметь большую поглощающую способность влаги (пота), а после снятия обуви с ноги обеспечивать быструю влагоотдачу. Показатели физико-механических и гигиенических свойств материала, выбранного для основной стельки, представлены в таблице 13.
Таблица 13 - Показатели физико-механических, гигиенических свойств материала для основной стельки.
№
|
Наименование показателей
|
Единицы измерения
|
Картон марки СОП ГОСТ 9542-89
|
По измерениям.
|
1
|
Толщина,
|
мм
|
1,7
|
|
2
|
Жесткость при статическом изгибе в направлении:
продольном
поперечном
|
Н
|
10-75
7-50
|
40
40
|
3
|
Плотность, не более,
|
г/м
|
0,95
|
0,7
|
4
|
Предел прочности при растяжении, не менее,
в продольном
в поперечном
|
Мпа
|
5
3
|
8
6
|
5
|
Удлинение при растяжении в сухом состоянии,
продольном
поперечном
|
%
|
15
10
|
15
10
|
6
|
Намокаемость за 2 ч., не более,
|
%
|
50
|
25
|
7
|
Гигроскопичность, не менее,
|
%
|
2,5
|
2,8
|
8
|
Влагоотдача, не менее,
|
%
|
1,0
|
5
|
9
|
Истираемость во влажном состоянии, не более, в поперечном паправлении
|
мм/мин
|
2,75
|
2
|
В качестве материала для основной стельки выбран картон марки СОП ГОСТ 9542-89 [39].
Картон СОП характеризуется высокой прочностью на разрыв, многократный изгиб и истирание, а по паропроницаемости, намокаемости и воздухопроницаемости близок к натуральной стелечной коже. Материал отличается исключительной стабильностью размеров при увлажнении, высушивании и нагреве.
Вкладная стелька предназначена для улучшения внутреннего вида обуви, защиты стопы от неровностей поверхности основной стельки, образованных механическими крепителями, и для повышения гигиенических свойств. В качестве материала для изготовления вкладной стельки выбрана яловка.
Простилка заполняет и выравнивает пространство, образующееся в передней части обуви между стелькой, краями затяжной кромки и подошвой. Заполняющий материал одновременно играет роль теплоизоляции и поглощает пот, выделяемый стопой. Большая роль отводится простилке в отношении распределения давления на опорную поверхность. В процессе носки обуви простилка подвергается многократному изгибу и сжатию. Для изготовления простилки применяют следующие материалы: отходы кож, войлока, текстильных материалов, картон простилочный. В таблице 14 приведены физико-механические свойства картона П-1 по ГОСТ 9542–89 [39], выбранного для изготовления простилки, а также для сравнения картонов марки СОП, вид СО, марки СВП, вид СВ, марки ЗП, вида З.
Таблица 14 - Показатели физико-механических свойств картонов для простилки.
Марка картона
|
Жесткость при статическом изгибе, Н
|
Толщина, мм
|
П-1
|
2 – 8
|
1,8
|
СВП
|
55-40
|
1,4±0,2
|
СОП
ЗП
|
55-40
55-40
|
1,7±0,2мм
1,4±0,2
|
Для скрепления деталей верха обуви применяют хлопчатобумажные и шелковые нитки, а также нитки из синтетических волокон: капроновые, лавсановые. Для скрепления деталей верха обуви применяют хлопчатобумажные нитки в 6, 9 и 12 сложений. Чем больше сложений, тем прочнее нитка. Детали верха обуви скрепляют хлопчатобумажными нитками следующих марок и торговых номеров: «Специальные» в 6 сложений - № 10, 20, 30, 40, 50, 60; «Особо прочные» в 9 сложений - № 0, 1, 3, 4, 6, 30, 40; «Особо прочные» в 12 сложений.
Широко используются для скрепления деталей верха обуви капроновые и лавсановые нитки. Капроновые нитки устойчивы к действию влаги, пота, кислот, щелочей, масел, жиров и микроорганизмов. Согласно ТУ 17-1371-75 «Нитки капроновые швейные» [40] выпускают следующие торговые номера: 9К, 11К, 13К. 15К, 50К.
Для изготовления мужских повседневных полуботинок были выбраны армированные швейные нитки ЛХ-65. Хлопколавсановые армированные нитки (ЛХ) отличаются способностью выдерживать воздействие высоких температур (до 2000С), так как хлопчатобумажная оплетка предотвращает расплавление синтетического сердечника. Физико-механические свойства швейных ниток ЛХ-65 представлены в таблице 15.
Таблица 15 - Показатели физико-механических свойств швейных ниток ЛХ-65 для скрепления деталей обуви.
Марка ниток
|
Номинальная линейная плотность, Текс
|
Разрывная нагрузка, сН.
|
ЛХ-65
|
68,5
|
2260
|
Армированные нитки обеспечивают высокую прочность соединения деталей, хороший внешний вид и эластичность строчки, прочность окраски, устойчивость к различным воздействиям, равновесность и малоусадочность при влажно-тепловой обработке. В таблице 16 представлены все детали и изделия, используемые при изготовлении мужских полуботинок.
Таблица 16 - Структурная таблица деталей изделия.
Наименование деталей
|
Толщина деталей, мм
|
Количество на изделие
|
Название материала
|
Стандарт на материал
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Детали верха
|
1. Наружные
|
1.1 Союзка
|
0,9
|
2
|
Кожа эластичная
|
ТУ 17-06-113-85
|
1.2 Берец
|
0,8
|
4
|
Кожа эластичная
|
ТУ 17-06-113-85
|
2. Внутренние
|
2.1 Подкладка под союзку
|
0,8
|
2
|
Яловка
|
ГОСТ 940 – 81
|
2.2 Подкладка под берцы
|
0,8
|
4
|
Яловка
|
ГОСТ 940 – 81
|
3. Промежуточные
|
3.1 Задник
|
0,8
|
2
|
Материал эластичный термопластический
|
ТУ 17-958-73
|
3.2 Подносок
|
0,75
|
2
|
Материал эластичный термопластический
|
ТУ 17-06-19-77
|
Детали низа
|
1. Наружные
|
Подошва
|
10
|
2
|
полиуретан
|
ГОСТ 1010-78.
|
2. Внутренние
|
Основная стелька
|
2
|
2
|
Картон марки СОП
|
ГОСТ 9542-89
|
Продолжение таблицы 16
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Вкладная стелька
|
1
|
2
|
Яловка
|
ГОСТ 940 – 81
|
3. Промежуточные
|
Простилка
|
1,8
|
2
|
Картон марки П-1
|
ГОСТ 9542–89
|
Полустелька
|
2
|
2
|
картон марки ТЕКСОН
|
ГОСТ 9542-89
|
|
