Современный метод повышения качества обувных материалов потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления

УДК 675.6.06

Л. Ю. Махоткина, Г. И. Гарипова СОВРЕМЕННЫЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБУВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОТОКОМ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: плазма, адгезионная прочность, клеевое соединение.

В статье описаны перспективы повышения качества обувных материалов клеевого метода крепления с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления.

Keywords: plasma, a skin adhesive durability, glutinous connection.

In article prospects of improvement of quality of shoe materials of a glutinous method offastening by means of nonequilibrium cold plasma of the lowered pressure are described.

Одним из приоритетных направлений в обувной промышленности является применение клеевого метода крепления. Клеевой метод сборки обуви является наиболее перспективным, так как не требует сложного оборудования и имеет малую материалоемкость, но при этом качество клеевого соединения очень чувствительно к отклонению технологических параметров сборки верха обуви с низом, поэтому приходиться сталкиваться с рядом трудностей, обусловленных большой разнородностью свойств склеиваемых обувных материалов, универсальностью клея, способного склеивать любые материалы. При этом обеспечить прочность и работоспособность клеевых соединений обувных материалов, как известно, не удается.

Основным показателем физико-механических свойств обувных материалов является сопротивление разрушению, то есть адгезионная прочность клеевых соединений. Адгезионная прочность клеевого соединения связана непосредственно с применением разнородных материалов, отличающихся своими адгезионными свойствами и качественными показателями клеев, которые должны обеспечивать надежное крепление деталей в различных условиях эксплуатации. Проблема обеспечения надежного клеевого соединения остается актуальной и сегодня.

В качестве перспективного метода модификации обувных материалов (натуральной кожи и полимерных материалов) в настоящее время применяется способ обработки материалов, как воздействие потока неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления [1].

Целью исследований является повышение адгезионной прочности деталей верха и низа обуви за счет воздействия потока неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления.

Основные объекты исследования: в качестве деталей для верха обуви использовалась: кожа из шкур крупного рогатого скота с эмульсионным покрытием, в качестве материалов низа обуви - кожволон марки «Релакс». В исследованиях использовали клея на основе -полихлоропреновых каучуков (ПХ) - клей из наирита марки НТ-2, НТ-3 и полиуретановых полимеров (ПУ) марки 900-И. Для уменьшения разброса параметров образцы брались из одной партии. Для построения каждой экспериментальной точки из каждой партии выбирали не менее десяти образцов. Погрешности прямых и косвенных измерений оценивались с помощью методов математической статистики и теории погрешностей.

Плазменную обработку проводили на высокочастотной (ВЧ) плазменной установке, состоящей из ВЧ-генератора, ВЧ-плазмотрона, системы газоснабжения, вакуумной камеры и измерительной аппаратуры. Установка настроена на индукционную (ВЧИ), емкостную (ВЧЕ) или комбинированную нагрузку (ВЧК) [2]. Режимы плазменной установки варьировались в следующих пределах: мощность разряда (W) 1,3-1,8 кВт; рабочее давление в разрядной камере

(Р)1,33-30 Па; расход плазмообразующего газа (О) 0-0,06 г/с; скорость откачки 5-50 л/с; частота генератора 13,56 МГц, продолжительность обработки (1) 3-10 мин. В качестве плазмообразующего газа использовался аргон.

Подготовка образцов к склеиванию заключалась в следующем: образцы кожи помещались в разрядной камере между двумя плоскими электродами вдоль потока плазмообразующего газа; кожу и кожволон перед нанесением на них клея подвергали галогенированию. Намазка клеем в один прием. Сушка клеевых пленок, их активация и склеивание материалов выполнены по типовой технологии. Одновременно проводили испытания контрольных образцов необработанных потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления. Прочность склеивания определяли через 24 ч методом расслаивания.

На рисунке 1 представлена зависимость адгезионной прочности деталей верха и низа обуви (кожа из шкур КРС с эмульсионным покрытием + кожволон марки «Релакс») от продолжительности плазменной обработки

« Полиуретановый клей —*— Полихлоропреновый клей

Рис. 1 - Зависимость адгезионной прочности деталей верха и низа обуви

Анализ рисунка 1 показывает, что наилучшими режимами для полиуретанового клея являются: 0=0,06г/с, Р=26,6Па, W=1,3 кВт, 1=3мин адгезионная прочность - 5,8 кН/м, для полихлоропренового клея 0=0,04г/с, Р=26,6Па, W=1,3 кВт, 1=4мин, адгезионная прочность -6,4 кН/м.

Анализ экспериментальных исследований процессов плазменной модификации позволяет утверждать: адгезию обувных материалов можно повысить путем модификации клеевой композиций с применением неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления. Это создает предпосылки для разработки технологий в обувной промышленности, упрощающих технологию клеевого крепления. Однако, необходимы дальнейшие разработки в этой области.

Литература

1. Гарипова, Г.И. Современный метод повышения качества обувных материалов и изделий из кожи потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления / Г.И. Гарипова [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2009. - №4. - С. 121 - 122.

2. Гарипова, Г.И. Анализ функциональных свойств полимерных клеевых соединений в обуви / Г.И. Гарипова [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2011. - Т.14, №6. - С. 130 - 131.

© Л. Ю. Махоткина - д-р техн. наук, проф., зав. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ, sapr415@mail.ru; Г. И. Гарипова - канд. техн. наук, доц. той же кафедры, fusion478@mail.ru.