Влияние ВЧ плазмы пониженного давления на гигиенические характеристики свиной подкладочной кожи

Н. В. Тихонова, И. Ш. Абдуллин, Л. Ю. Махоткина,

Р. М. Галялутдинова, Т. В. Жуковская

ВЛИЯНИЕ ВЧ ПЛАЗМЫ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

НА ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВИНОЙ ПОДКЛАДОЧНОЙ КОЖИ

Ключевые слова: свиная подкладочная кожа, плазменная обработка, обувь, гигиенические свойства.

Свойства современных подкладочных материалов и их способность к модификации позволяют создавать материалы, способные обеспечить гигиенические свойства обуви. В статье рассматриваются гигиенические характеристики свиной подкладочной кожи и влияние на них высокочастотной плазмы с целью улучшения качества готовой обуви.

Keywords: pig skin lining, plasma treatment, footwear, hygienic properties.

The properties of modern lining materials and their ability to allow modifications to create materials that can provide the hygienic properties of footwear. The article deals with hygienic characteristics of pig skin lining and the influence of high-frequency plasma in order to improve the quality of the finished shoe.

На сегодняшней день требования к качеству обуви включают не только красивый внешний вид, но и сохранение формы обуви и ее размеров в процессе носки. Поэтому материалы, применяемые для изготовления обуви, должны хорошо деформироваться при растяжении, чтобы придать верху обуви форму колодки и быть пластичными, а также, чтобы сохранить форму обуви во время носки [1]. В тоже время материалы должны быть упругими и способными к восприятию циклических нагрузок. Удовлетворение этому комплексу требований обеспечивается, прежде всего, соответствующими физико-механическими и физико-химическими свойствами материалов. Кроме этого, особое внимание уделяется гигиеническим свойствам обуви, обусловленным биофизиологическими функциями нижних конечностей человека.

Для подкладочных материалов заготовки верха обуви условия носки определяются непосредственным контактом со стопой и меньшим, чем для материалов верха, влиянием факторов окружающей среды. В связи с этим подкладочные материалы должны обладать в большей степени, чем материалы для верха обуви, паро -, (влаго) обменными свойствами, потостойкостью, высоким сопротивлением к истиранию, а также они не должны быть маркими.

В данной работе рассматривается возможность регулирования улучшения

гигиенических характеристик свиной подкладочной кожи применяемой в производстве заготовки верха обуви в зависимости от методов обработки

Перспективным направлением

совершенствования производства обуви из натуральной кожи является использование метода объемно-поверхностной модификации путем обработки свиной подкладочной кожи, применяемой для производства заготовки верха обуви высокочастотной плазмой пониженного давления.

Модификацию свиной подкладочной кожи осуществляли путем воздействия плазмы в ВЧЕ плазменной установки, описанной в литературе [2].

При этом режим ВЧЕ плазменной обработки регулировался путем изменения времени воздействия плазмы 1-10 минут, и мощности разряда 0,2-2,0 кВт, давления в разрядной камере 13,3 - 66,5 Па, расхода плазмообразующего газа

0,02 - 0,1 г/с. В качестве плазмообразующего газа выбран аргон.

Эффект плазменного воздействия оценивался методом сравнения характеристик образца, обработанного в потоке ВЧ плазмы пониженного давления, и контрольного образца, т. е. не подвергшегося плазменной обработке.

Количество пор в коже, их размеры и расположение оказывают значительное влияние на гигроскопичность и влагоотдачу [3]. Кроме того, показатели объема пор и пористости находятся в прямо пропорциональной зависимости друг от друга, так как увеличение пористости приводит к неизбежному увеличению объема пор материала.

В таблице 1 представлены данные исследования влияния ВЧЕ плазменной обработки на пористость свиной подкладочной кожи.

Таблица 1 - Влияние ВЧЕ плазменной обработки на пористость свиной подкладочной кожи

Наименование показателя Контрольный образец Опытный образец

Пористость, % 59,0 65,0

Кажущийся объем, см3 2,6 2,8

Истинный объем, см3 1,78 1,38

Кажущаяся плотность, г/см3 0,81 0,79

Истинная плотность, г/см3 1,34 1,06

Объем пор, см3 1,21 1,51

Исходя из данных, представленных в таблице 1,можно сделать вывод о том, что при плазменной обработке, в режиме ”р=1,0кВт,

Р=26,6Па, в=0,04г/с, 1=2мин., наблюдается

увеличение пористости на 10 %. При этом

повышается кажущийся на 3%, а также уменьшаются истинный объем и кажущаяся плотность на 20% и 3% соответственно, так как кажущаяся плотность является функцией истинной плотности и пористости кожи.

Проведены исследования влияния ВЧЕ плазменной обработки на гигроскопичность свиной подкладочной кожи. Результаты измерений представлены на рисунке 1.

Время обработки, минут

-♦-0,2кВт 0,4кВт —А—0,6кВт

-*-0,8кВт 1,0кВт —♦—1,2кВт

1,4кВт 1,бкВт 1,8кВт

—2,0кБт --2,2кВт А контрольный образец

Рис. 1 - Зависимость изменения показателя

гигроскопичности подкладочной кожи при плазменной обработки в ВЧЕ разряде пониженного давления от времени воздействия и мощности разряда

Из рисунка 1 видно, что обработка ВЧЕ плазмой пониженного давления в режиме: 0дг=0,04 г/с, Р=26,6 Па, Wp=1,0 кВт, 1 =2 мин., позволяет придать материалу гидрофильные свойства, вследствие изменения характера расположения структурных элементов (волокон) натуральной кожи и пористости.

Исследовано влияние ВЧЕ плазменной обработки на показатель влагоотдачи свиной подкладочной кожи. Результаты измерений представлены на рисунке 2.

График, представленный на рисунке 2, показывает, что увеличение влагоотдачи свиной подкладочной кожи на 36 % достигается в режиме плазменной обработки: вАг=0,04 г/с, Р=26,6 Па, Wp=1,0 кВт, 1 =2 минуты.

Проведены исследования влияния ВЧЕ плазменной обработки на воздухопроницаемость и способность свиной подкладочной кожи поглощать и выделять пары пота после плазменной обработки. Результаты исследования представлены в таблице 2.

19,0

—*—0,8кВт -*-1,0кВт —•— 1,2кВт

—1,4кВт ----1,бкВт -1,8кВт

—♦—2,0кВт —Ш— 2,2кВт —*—контрольный образец

Рис. 2 - Зависимость изменения показателя влагоотдачи подкладочной кожи при плазменной обработки в ВЧЕ разряде пониженного давления от времени воздействия и мощности разряда

Таблица 2 - Влияние ВЧЕ плазменной обработки на показатель воздухопроницаемости и способность свиной подкладочной кожи поглощать и выделять пары пота

Наименование показателя Контрольный образец Опыт- ный образец

Воздухопроницае мость, мл/см2^ч 116,7 159,0

Способность поглощать пары пота, % 16,7 22,3

Способность выделять пары пота, % 13,4 19,1

Данные таблицы 2 показывают, что показатель воздухопроницаемости свиной подкладочной кожи, обработанной в режиме: Wp=1,0 кВт, Р=26,6 Па, вдг=0,04 г/с, 1=2 мин, увеличивается по сравнению с контрольным на 27 %, что связано с изменением внутренней структуры материала. Способность свиной подкладочной кожи поглощать пары пота увеличивается на 33%, способность материала выделять пары пота увеличивается на 42 %, что связано с разделением структуры материала натуральной кожи после плазменной обработки в режиме:Wр=1,0 кВт, Р=26,6 Па, вдг=0,04 г/с, 1=2 мин.

Анализ результатов показывает, что ВЧЕ плазменная обработка свиной подкладочной кожи в режиме: Wр=1,0 кВт, Р=26,6 Па, вАг=0,04 г/с, 1=2 мин позволяет улучшить ее гигиенические характеристики. Увеличиваются показатели паропроницаемости на 38%, воздухопроницаемости на 27 %, влагоотдачи на 36 %, гигроскопичности на

34%, способность поглощать пары пота на 33%, способность выделять пары пота на 42 %. Данный факт положительно влияет на микроклимат внутриобувного пространства и на увеличение

срока эксплуатации готового изделия.

Литература

1. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в производстве обуви. Теория и практика использования: Монография/ И.Ш. Абдуллин, Л.Ю. Махоткина; Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2006. -348с.

© Н. В. Тихонова - докторант каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, sapr415@mail.ru. И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий

высокомолекулярных материалов КНИТУ, abdullin_i@kstu.ru; Л.Ю. Махоткина - д-р техн. наук, проф., зав. каф. конструирование одежды и обуви КНИТУ, mahotkina@kstu.ru; Р.М. Галялутдинова - магистр той же кафедры; Т. В. Жуковская - ст. препод. той же кафедры.

2. Абдуллин И. Ш. Высокочастотная плазменная обработка в динамическом вакууме капиллярнопористых материалов. Теория и практика применения. / И.Ш. Абдуллин, Л.Н. Абуталипова, В.С. Желтухин, И.В. Красина. Издательство Казанского Университета, 2004. - 428с.

3. Абдуллин И.Ш. Исследование влияния неравновесной низкотемпературной плазмы на эксплуатационные свойства верха обуви из натуральной кожи / И.Ш. Абдуллин, Н.В. Тихонова, Т.В. Жуковская, Л.Ю. Махоткина, И.Х. Исрафилов // Вестник Казанского технологического университета.-2012. - № 3. -С. 62-65.