SP_19_22_166

 SP_19_22_166

24.01.2023

Тема № 14 Операції ручної затяжки заготовок верху взуття.

Урок № 166 Сущність і особливості клейового методу кріплення. Фактори впливаючі на міцність склеювання. 

Вимоги до клейових скріплень деталей.
Взуття чи будь-які вироби зі шкіри, як відомо, складаються з деталей, які
необхідно скріпити таким чином, щоб забезпечити надійність швів у процесі
експлуатації взуття. Але в залежності від розташування шва і ролі деталей, що скріплюються, вони перетерплюють різних впливів як по величині так і по характері. У зв'язку з цим скріплення деталей поділяються на основні, другорядні і допоміжні чи попередні.
Основні скріплення повинні мати велику міцність, довговічність, водо- і
теплостійкість й ін. До них відносяться – прикріплення підошви до сліду,
прикріплення каблука, затяжної кромки й ін.

Другорядні скріплення не витримують великих механічних і
гігротермічних впливів. До них відносяться прикріплення простилки, підноски, задники й ін.
Допоміжні чи попередні скріплення необхідні для зручності чи
полегшення виконання основних скріплень, наприклад, прикріплення
міжпідблочника й ін. Тому вимоги до них обмежені. У залежності від цих вимог підбираються і відповідні клеї. Однак, приведена класифікація має серйозний недолік, що у ряді випадків приводить до неправильного підбора клею. Справа в тім, що другорядне скріплення дійсно не випробує великих механічних чи яких- небудь інших впливів, але це не виходить, що довговічність скріплення повинна бути низькою.
У зв'язку з цим останнім часом клейові шви поділяють з погляду
конструкційного призначення їх в залежності від умов експлуатації:
- скріплення конструкційні надійні в експлуатації;
- і скріплення неконструкційні, що мають допоміжне призначення.
Конструкційні скріплення повинні бути стійкі до різних деформацій,
багаторазовим згинам, атмосферним впливам і ін.
Неконструкційні скріплення повинні мати незначну міцність як по
величині так і по часі.
Загальні вимоги до конструкційних з'єднань:
1. Стійкість до старіння повинна відповідати звичайним термінам і умовам
виробництва, збереження й експлуатації взуття.
2. Термостійкість у загальному випадку повинна бути в інтервалі температур -
40 - + 60°С. Для літнього взуття - 5 - + 60°С. Для зимової - 40 - + 20°С ,
якщо немає високих термічних впливів у процесі виготовлення.
3. Водостійкість клейових з'єднань повинна бути від 2-4-х годин для кімнатного взуття, до 24-48 годин для робочого і солдатського взуття. Слід зазначити, що це стосується і неконструкційних з'єднань, від яких залежить формостійкість взуття (наприклад, від скріплення міжпідкладки, боковинок і ін.)
4. Усі клейові з'єднання не повинні мати неприємний запах і токсичність.
5. Клейові з'єднання повинні бути міцними:
- 2,8-3,0 кн/м (підошва, каблук);
- 1,2-1,6 МПа (затяжна кромка);
- 0,8-1,0 кН/м (допоміжні шви).
Часні вимоги до клейових з'єднань у залежності від їхнього розташування:

1. Клейові з'єднання на які безпосередньо діє потовиділення повинні бути
потостійкими (наприклад, - клейове з'єднання вкладної й основної устілки).
2. Початковий період схоплювання при пластинчастому затягуванні - до 5 сек, роликової = I сек, при загинанні деталей верху 0,5 - I сек.
3. Клейові з'єднання, що працюють на згин повинні бути еластичні.
Класифікація клеїв, що застосовуються у ТВШ
По походженню речовини, що склеює, клеї поділяються на природні і
синтетичні. Природні клеї у свою чергу поділяються на рослинні, тваринні і
мінеральні. Рослинні -це клеї на основі натуральних каучуків, гуттаперчи,
природних смол, борошна, крохмалю й ін. До тваринних - казеїновий, міздровий і ін. Мінеральні клеї у взуттєвій промисловості не застосовуються.
Синтетичні клеї поділяються на термореактивні і термопластичні.
Клеї на основі термореактивних смол у взуттєвій промисловості не
застосовуються.
До термопластичних клеїв відносяться - перхлорвініловий,
нітроцеллюлозний, поліамідний, поліефірний і ін.
В окрему групу термопластичних клеїв відносять клейові композиції на
основі еластомерів (головним чином каучуків) у виду їхньої особливої
еластичності. До них відносяться – поліхлорпренові, поліуретанові й ін. клеї.
Приведена класифікація, в основу якої покладена хімічна природа
полімеру становить інтерес, головним чином, при виробництві клея.
Нас же, фахівців з ТВШ, головним чином, цікавить така класифікація,
що полегшувала б процес підбора і застосування клеїв. Тому і служить інша,
технологічна класифікація, що побудована по двох основних ознаках -
конструктивному призначенню й агрегатному стану клею.
По першій ознаці, відповідно до вимог що пред'являються до скріплень
деталей, клеї поділяються на конструктивні і неконструктивні. Конструктивні клеї повинні забезпечувати високу надійність клейового шва в процесі експлуатації взуття. Тобто повинні бути стійкими до різних деформацій, багаторазовим згинам; дії атмосфери й ін. Ці клеї виготовляються із синтетичних матеріалів. До неконструктивних клеїв таких вимог не пред'являють.

Важливим технологічним факторам, що характеризують призначення й
умови застосування клею є його агрегатний стан. За цією ознакою клеї
застосовувані в ТВШ поділяються на клеї рідкі і клеї без розчинників.
Рідкі клеї можуть являти собою розчини в бензині, органічних
розчинниках і воді. Найбільше поширення серед клеїв, що розчиняються у
бензині, одержав клей з натурального каучуку (НК), що застосовується в
основному при зборці заготовок. Для зборки взуття найбільше поширення
одержали клеї-розчини в органічних розчинниках. Найважливіші з них -
поліхлоропренові і поліуретанові. До клеїв-розчинів у водяному середовищі
відносяться: розчини клеїв на основі природних продуктів тваринного і
рослинного походження - міздровий, казеїновий, борошняний і інший клей;
"розчини" клеїв на базі синтетичних і натуральних каучуків, названі латексами.
Клеї-розчини можуть бути одно- і двохкомпонентні. Складові частини
двохкомпонентних клеїв зберігаються у вигляді розчинів роздільно і
сполучаються звичайно перед їхнім застосуванням.
До клеїв без розчинників відносяться: тверді клеї-розплави ( у гранулах,
порошках, прутках, ) і м'які стрічки у вигляді самоклеючих плівок, на паперовій чи текстильній основі.
Клеї-розплави застосовувані в ТВШ бувають в основному трьох виглядів:
на базі поліамідів, поліефірів і сополімерів етилену і вінілацетату. Вони
широко, останнім часом, застосовуються для загинання деталей верху і
клейового затягування.
Самоклеючі стрічки, найчастіше застосовуються для зміцнення
ниткових швів з розстрочкою чи без неї, окантовки устілок, наклеювання
етикеток і інших скріплень.
Основні принципи підбора клеїв
1.У першу чергу необхідно установити чи може бути використаний даний
клей по показниках токсичності і пожежонебезпеки в масовому виробництві.
Нерідко приходиться відмовлятися від використання клею з високими
експлуатаційними показниками, але особливо токсичними тому, що неможливо створити безпечні умови праці.
2. Необхідно враховувати полярність адгезиву і субстрату, маючи на увазі,
що адгезія полярного адгезива до полярного субстрату і неполярного до
неполярного - вище.

3. Експлуатаційні показники - клеюча здатність, опір розшаровуванню,
зрушенню, довговічність, волого- і термостійкість і інші повинні забезпечувати надійну експлуатацію взуття протягом усього термін у експлуатації.
4. технологічні показники :
по агрегатному стані - перевагу віддавати клеям-розплавам; в'язкість і
концентрація повинні забезпечувати гарну змочуваність і утворення
оптимальної товщини клейової плівки.
Умови і режими сушки, способи, режими активації клейової плівки,
режими затвердження клейового шва (тиск, температура, час) , а також спосіб підготовки поверхонь, що склеюються, також впливають на вибір клею і перевага наддається, за інших рівних умов, клеям, що потребують більш легких і коротких режимів чи зовсім не потребують.
Для проведення комплексної оцінки застосування того чи іншого клею
необхідно проводити розрахунок економічної ефективності по матеріальних і
трудових витратах.

 

Теоретичні основи склеювання
Загальні відомості
Процес склеювання заснований на явищах адгезії, когезії й аутогезії.
Адгезією називають міцність зчеплення двох поверхонь різнорідних
матеріалів (наприклад, адгезія клейової плівки до гуми).
Когезією називають міцність зчеплення молекул речовини між собою в
обсязі типу (наприклад, когезія клейової плівки).
Аутогезією називають міцність зчеплення поверхонь однорідних
матеріалів (наприклад, двох однакових по складу клейових плівок).
Зазначені явища відіграють важливу роль у процесі склеювання, але
основна роль належить адгезії.
Високополімери, завдяки особливій будівлі їхніх молекул, є єдиним класом
речовин, у яких можливе сполучення достатньої адгезійної, когезійної і
аутогезійної міцності. Цим і пояснюється той факт, що в якості адгезивів в
основному застосовують високополімери.
У теорії і практиці клейового скріплення деталей матеріал, що клеїть,
прийнято називати - адгезивом, чи розчин розплав матеріалу, що клеїть - клеєм, а матеріал, що склеюється - субстратом.
Сили, що обумовлюють адгезію
Ще перші дослідники факторів, що визначають міцність склеювання,
установили два поняття адгезії: специфічної і механічної. Механічна адгезія
виникає за допомогою проникання клею в пори субстрату, шляхом механічної міграції, що затвердіває і залишається усередині, у вигляді стрижнів-заклепок.
Однак велику, основну роль у процесі склеювання грає специфічна
адгезія, що виникає в результаті міжатомної і міжмолекулярної взаємодії між
адгезивом і субстратом. Міжатомні (хімічні) зв'язки підрозділяються на наступні типи: іонні, ковалентні, координаційні і металеві.
Іонний зв'язок зумовлений електростатичною взаємодією іонів. При
утворенні іонного зв'язку один із взаємодіючих атомів передає іншому (чи
іншим) один чи більше число електронів, у результаті атоми перетворюються в іони. Іони, що утворюються, притягаються один до одного, і відповідно до
закону Кулона, внаслідок протилежного знака їхнього заряду, утворюють

молекулу з типовим іонним зв'язком, вважається, що енергія іонного зв'язку
складає 75-350 ккал/моль.
Ковалентний зв'язок утворюється за рахунок передачі кожним із
взаємодіючих атомів одного чи більшого числа електронів, у так назване спільне користування. З цих електронів утворюється електронна пара (чи пари), загальні для обох атомів, завдяки якій утвориться зв'язок між атомами. Енергія ковалентного зв'язку залежить від числа зв'язків. Наприклад, енергія зв'язку З дорівнює 85 ккал/моль; а З=С и С=З відповідно 145 і 196 ккал/моль.
Координаційний зв'язок (донорно-акцепторна) утворюється між двома
молекулами за рахунок вільної невизначеної електронної пари, що раніше
належала, тільки одній з реагуючих часток. Частка, що віддає свою електронну пару для утворення такого зв'язку, називається донором. Частка, з незаповненою зовнішньою електронною оболонкою, що узагальнює чужу електронну пару, називається акцептором.
Металевий зв'язок являє собою сукупність іонного і ковалентного
зв'язку. Атоми утримуються в ґратах також як при іонному ковалентному зв'язку, але сили притягання-відштовхування виникають у цьому випадку в результаті дії електронної хмари. Цей тип зв'язку характерний для металів.
Міжмолекулярні (фізичні) зв'язки підрозділяються на дисперсні, орієнтаційні і водневі.

 

Технологічні фактори, що впливають на міцність
склеювання
Технологічний процес клейового з'єднання деталей взуття складається з
ряду технологічних операцій, правильне виконання яких робить, при
правильному підборі клею, вирішальний вплив на якість скріплення. Основні з них :

- підготовка поверхні до склеювання (точніше до нанесення клею);
- нанесення клею;
- сушка клейового шару;
- активація клейової плівки;
- утворення клейового шва;
- вистій клейового шва.
У залежності від що застосовуються для клейового з'єднання адгезивів і
субстратів, їхньої хімічної природи, структури, агрегатного стану клею й ін.,
можуть виконуватися не усі з зазначених вище технологічних операцій.
Підготовка поверхні до склеювання полягає в зміні її полярності, знятті
поверхневого окисленого шару і збільшенні площі істинного контакту адгезива і субстрату. Неправильне виконання технологічних параметрів, застосовуване устаткування й інструменти можуть привести до низького адгезійнного зв'язку адгезива і субстрату, що і буде визначати міцність і надійність клейового шва.
Спосіб нанесення і сушки клею, концентрація, в'язкість, час і інші
параметри впливають на товщину клейового шару, характер заповнення
мікронерівностей і пор, і ін. Це впливає на міцність, а також на економічні
характеристики (мається на увазі витрата клею й ін.).
Способи і режими активації клейової плівки впливають на час пресування і
вистою клейового шва й організацію роботи, а недотримання режимів може
привести до низькою аутогезійної міцності шва.
Час і тиск пресування клейового шва, час вистою залежить від
особливостей адгезива і субстрату, модуля пружності, часу затвердіння й ін.
Тому технологічним аспектам склеювання деталей взуття і приділяється
основна увага.

Домашнє завдання:Зробити конспект.