VN_19_22_58
VN_19_22_58
VN_19_22_58
01.05.2023 р.
Тема 5. Виготовлення
взуття клейовим методом кріплення.
Урок № 58
Контроль виконання технологічних операцій. Усунення дефектів. Видержування
взуття після приклеювання підошви.
Мета уроку: Ознайомлення учнів з технологічними
нормативами виконання операції «Контроль виконання технологічних операцій.
Усунення дефектів. Видержування взуття після приклеювання підошви.»
і сформувати у них початкові вміння її виконання.
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 якихнебудь 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.
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.
Підготовка
поверхні до склеювання.
Підготовка поверхні до склеювання полягає в спеціальній обробці, метою якої
є підвищення адгезійних якостей поверхні. У залежності від що застосовуються
адгезивів і субстратів ця обробка може бути хімічною і механічною чи тільки
механічною.
Хімічній обробці
піддаються інертні поверхні, зокрема полімери, що не містять у молекулі
полярних груп. Прикладом хімічної обробки може служити обробка поверхні гум на
основі неполярних каучуків сірчаною кислотою при склеюванні перхлорвініловим
клеєм з високим вмістом полярних груп у полімері, а також галогенуванням
полімеру, зокрема бромуванням бутилкаучуку.
Для виробництва виробів зі шкіри частіше
застосовується адгезив і субстрат однакової полярності, тому останній піддають
тільки механічній обробці.
Вважається, що
механічна обробка поверхні підвищує адгезію за рахунок збільшення хімічної
активності поверхні і площі істинного контакту. Збільшення площі
істинного контакту досягається за рахунок створення так званих мікронерівностей
при скуйовдженні поверхні.
Фактично
істинна площа контакту збільшується не за рахунок створення штучного
мікрорельєфу, а за рахунок розкриття структури шкіри, що має сильно розгалужену
систему капілярів і значну пористість. За даними істинна площа поверхні шкіри
складає 260-310 м2 /м , тому створення мікронерівностей не може помітно
збільшити площу істинного контакту. Навпаки, створення значних мікронерівностей
має межу, після якої міцність скріплення може знизитися. Це викликається тим,
що збільшення величини мікронерівностей вимагає відповідного збільшення товщини
клейової плівки, у противному випадку склейка буде ―голодною‖. У свою чергу,
збільшення товщини клейової плівки вище оптимальної знижує міцність склеювання
через, що не залежить від обробки поверхні. Отже, глибина мікронерівностей
повинна бути менше оптимальної товщини клейової плівки.
Поширена думка про
то, що в результаті збільшення мікронерівностей (без указування меж)
збільшується міцність скріплення, видимо, помилково, тому що склейки
руйнувалися методом розшаровування, при якому зусилля розшаровування
збільшується зі збільшенням товщини клейової плівки, унаслідок деформації
останньої.
Задача
механічної обробки полягає у видаленні лицьового й окисленого шарів. Виниклі
при цьому мікронерівності повинні бути менше 0,1 мм, у противному випадку їх
робота буде негативною.
До операцій скуйовдження поверхонь, що склеюються,
пред'являють наступні технологічні вимоги:
- механічній обробці необхідно піддавати всі поверхні
деталей, що склеюються, взуття, що по надійності кріплення відноситься до
конструкційного (основного) з'єднання;
- інструмент для обробки поверхні повинний забезпечити
наявність мікронерівностей висотою не більш 0,1 мм;
- у процесі обробки лицьовий, протекторний і окислений
шари повинні бути цілком зняті. У результаті структура
матеріалу повинна бути оголена без пропусків і вихватів. На шкіряних деталях не
допускається розволокнення (наявність довгих пучків волокон);
- оброблена
поверхня повинна бути ретельно очищена від пилу й інших забруднень;
- час з моменту обробки поверхні до нанесення клею
повинен бути мінімальним;
- у деяких
випадках допускається склеювання деталей зі штучних і синтетичних матеріалів
без механічної обробки поверхні.
Устаткування
для скуйовдження.
Для скуйовдження поверхні перед нанесенням клею
застосовується вітчизняне і закордонне устаткування: автомат АВ-4, напівавтомат
ВР-0, ПВП-0, машини ВПН, ВКР, ВФП-0, ―Рондо-1369‖ фірми ―Менус‖, 9103 фірми
―Зандт‖, ―Адріах Буш‖, ―Компо‖, 04163/РЗ, 04127/Р10, 05235/Р2, 04152/Р1,
04314/РЗ фірми ―Світ‖, 340, 340ТН фірми ―Анвер‖, 351СSS і 347ТV фірми ―Сигма‖ і ін.
Найбільше
поширення для скуйовдження затяжної кромки одержали напівавтомат АВ-4, машини
фірми ―Рондо‖, ―Адріан Буш‖, ―Компо‖ і ін. Висока якість скуйовдження затяжної
кромки, що здобуває замшеподібну поверхню з низьким, щільним, сукняним ворсом,
досягається в автоматі АВ-4.
На автоматі АВ-4 конструкції СКБ КОМ затяжну
кромку скуйовджують за принципом вібраційного різання за допомогою шарошок, що
представляють собою набір дисків з рифленою поверхнею, нанизаних на пальці з
зазором 2-4 мм. При контакті з виступаючими нерівностями затяжної кромки диски
амортизують і охороняють кромку від вихватів і прорізів. Шарошка одержує
складний рух: обертальний, поступальний - у площині сліду колодки, здійснюване
через сполучені ланки від копіра, і поступальні - поперек осі колодки через
пружини. Відстань між поверхнею, що скуйовджується, і гранню заготовки
регулюється за допомогою упора, що переміщається по бічній поверхні
оброблюваного взуття.
Машина
―Рондо-1369‖ фірми ―Менус‖ для скуйовдження затяжної кромки дозволяє попередньо
вирівнювати поверхню сліду затягнутого взуття по сліду, від носка до пучків, на
диску великого діаметра, обтягнутому абразивною стрічкою. Для
скуйовдження геленкової частини затяжної кромки на машині мається два
скуйовджуючих інструменти особливої конструкції, що забезпечують ефективне
скуйовдження. Скуйовдження проводиться на визначеній відстані від грані взуття,
що забезпечує спеціальна направляюча.
З
правої сторони машини знаходиться шпиндель, на якому можна закріплювати
інструмент для скуйовдження бічної поверхні заготовки взуття при наступному
приклеюванні підошов бортовим методом кріплення. Зручно встановлена щітка
очищає слід взуття від пилу.
Для автоматичного скуйовдження затяжної кромки
взуття всіх статей, розмірів і моделей застосовується машина фірми ―Адріан
Буш‖. Продуктивність машини - 200 пар у годину. Взуття, надягнуте на колодку,
установлюється на каретці, що рухається по напрямних рейках затягнутого
контуру. Установлене слідом вверх взуття переміщається під двома робочими
органами, один із яких обробляє ліву сторону сліду взуття, іншої - праву. Кожен
робочий орган являє собою розташовані по кільцю пучки металевих щіток, площина
обертання яких приблизно рівнобіжна сліду взуття. Глибина скуйовдження може
регулюватися зміною положення робочого органа. Для усунення нерівностей
поверхні сліду взуття в подовжньому і поперечному напрямку в машині передбачені
спеціальні пристрої.
Машина фірми ―Компо‖ для автоматичного
скуйовдження сліду взуття працює без шаблона і регулюється в залежності від
виду шкіри. Взуття за допомогою конвеєра подається в машину і після обробки
переміщається в приймач. Машина моделі А цієї фірми має високу продуктивність:
300 пар чоловічого і 350 пар жіночого чи дитячого взуття в годину. На виході з
тунелю на взуття зі скуйовдженою затяжною кромкою накладається смужка
клеюрозплаву, що зберігає підвищені адгезійні властивості скуйовдженої
поверхні.
Перевагою машини є можливість регулювання ходу
каретки, положення носкового упора в залежності від розміру виробу, ходу рами в
поперечному напрямку, кута хитання рами з валом і шарошками, положення вала із
шарошками по висоті.
Для скуйовдження підошов і стінок різних конструкцій
доцільно застосовувати машини 04163/РЗ, 04127/Р16 фірми ―Світ‖, 340 фірми
―Анвер‖, напівавтомат ПВП-0, машину 9103 фірми ―Зандт‖ і ін.
Підошви
й устілки скуйовджують на машинах 04163/РЗ прохідного типу з нескінченною
абразивною стрічкою 04127/Р10, у якій абразивна стрічка закріплена на
обертовому валику, а деталь подається вручну. У першій машині підошва
обробляється по всій поверхні однаково, а в другий - може оброблятися, у міру
необхідності, по контурі чи іншим ділянкам більш інтенсивно. В обох машинах пил
інтенсивно відсмоктується вентилятором і уловлюється пилозбірником.
Для скуйовдження внутрішнього краю бортових
підошов застосовується машина 9103 фірми ―Зандт‖. На машині обробляються
внутрішній і піднятий краї підошви на ширину затяжної кромки верху за допомогою
спеціального пристрою. На машині можна регулювати глибину і ширину
скуйовдження, а також кут нахилу інструмента.
На ряді машин закордонних фірм підошви також
скуйовджують із застосуванням абразивних стрічок. Машина 340 фірми ―Анвер‖
(Франція) оснащена нескінченною абразивною стрічкою з гумовим регулюючим
роликом для скуйовдження плоских, формованих, рифлених чи монолітних підошов з
каблуком.
На машині встановлена щітка для видалення
пилу. Більш інтенсивно скуйовджують підошви на фабриці № 2 ―Пролетарська
перемога‖ валиками, складеними з набору металевих дискових дротових щіток.
Гумові профільовані підошви для чобіт на фабриці № 1 ―Пролетарська перемога‖
скуйовджують на прохідній машині, робочий валик якої переміщається у
вертикальному напрямку, за допомогою клавішного пристрою. В обох випадках
скуйовджується вся поверхня підошов. Однак приклеювання виконується тільки лише
на ширину 14-16 мм. Тому підошви потрібно скуйовджувати лише по контурі на
ширину 20-22 мм.
В всесоюзному науково-дослідному інституті
легкого і текстильного машинобудування (ВНІІЛтекмаш) розроблений напівавтомат
марки ПВП-0 на двох секціях для скуйовдження по контурі профільованих підошов.
Секції напівавтомата працюють у такий спосіб: коли одна напівпара обробляється,
друга - зупиняється в секцію. Цикл роботи напівавтомата відбувається за один
оборот розподільного вала. Якість скуйовдження на цьому напівавтоматі гарна.
Частота обертання шпинделя - 2800 хв-1 . Продуктивність машини - 138 - 163 пари
у годину.
Для скуйовдження по контурі плоских підошов зі шкіри і
штучних матеріалів також застосовуються машини ВПН, ВКР, ВФП-0, профільованих
підошов з каблуком - напівавтомати 351СSS фірми ―Сігма‖ і 4-я фірми БУСМК, також 347 ТУ фірми
―Сігма‖, 343 ТН фірми ―Анвер‖, 05235/Р2, 04152/Р1, 04314/РЗ фірми ―Світ‖ і ін.
Нанесення і сушки клейової плівки
Процес нанесення і сушки клею значною мірою визначають
міцність клейового з'єднання. Здатність клею змочувати субстрат,
його в'язкість, концентрація і режими сушки, а також утвориться при цьому
товщина клейової плівки - основні параметри, що впливають на міцність.
Кількісною оцінкою зволоження субстрату
адгезивом є крайовий кут q (рис.6.1). Повне змочування
досягається, коли 0=0, але це небажано для досягнення необхідної товщини
клейової плівки, тому що клей розтікається по поверхні. Вважається, що для
матеріалів, що застосовуються при виробництві взуття, оптимальним є кут 20-30°.
Однак практичне визначення кута змочування зв'язано зі значними технічними
труднощами й у виробничих умовах неможливо.
Непрямим показником змочування може служити
співвідношення поверхневих натягів адгезива і субстрату. Для виникнення
зволоження необхідно, щоб поверхневий натяг субстрату був більше поверхневого
натягу адгезива. Але прямих методів оцінки поверхневого натягу твердих тіл
немає. У зв'язку з цим було введене поняття ―критичний поверхневий натяг
змочування‖ твердого тіла кs
. Визначення кs
засноване на виявленні в межах одного гомологічного ряду рідин лінійної
залежності між поверхневим натягом рідини
жs
і кутом змочування рідиною твердого тіла. За
кs
приймають значення поверхневого натягу жs
тієї рідини, що давала б у контакті з даним тілом кут змочування, дорівнює
нулю. У деяких випадках це поняття назване ―критична енергія поверхні‖.
Уведення
поняття про критичний поверхневий натяг змочування твердого тіла дозволило
судити про поверхневий натяг твердого тіла по величині кs . У цьому
випадку для змочування необхідне виконання умови кs > жs . Однак варто
підкреслити, що гарне змочування ще не вказує на обов'язкове досягнення міцного
склеювання, але зовсім ясно, що ніяке склеювання без гарного змочування
неможливо, і першою умовою гарної адгезії речовини, що склеює, є змочування
субстрату адгезивом.
Величину змочування можна регулювати введенням
у клейовий розчин поверхово активних речовин
В'язкість адгезива також впливає на адгезійний
контакт.
Адгезив з високою в'язкістю не цілком заповнює всі нерівності
поверхні субстрату, тому що його проникненню перешкоджає повітря, що
знаходиться в поглибленнях. Навіть при q
=0 можливо утворення повітряних порожнин на границі розділу адгезив-субстрат.
При q
>0 імовірність утворення повітряних міхурів зростає. Повітря, що залишилося
в капілярі, чинить опір просуванню рідини, іноді дуже значне.
Основним
фактором, що впливає на тривалість процесу молекулярного контакту, є в'язкість.
Якщо клей в'язкістю 90 Па∙с заповнить на поверхні всі западини глибиною порядку
10-5 см за 5 хв, то сира гумова суміш заповнить їх тільки за кілька годин.
Більш в’язкий адгезив практично не зможе проникнути в поверхневі пори. Тому при
використанні високов'язких адгезивів необхідно домагатися встановлення більш
повного контакту адгезива і субстрату примусовим впливом. З цією метою
підвищують температуру, тиск, тривалість витримки і знижують в'язкість адгезива
пластифікаторами.
На в'язкість адгезива великий вплив робить
його концентрація. На рис.6.2 показана крива залежності в'язкості розчину
наіріта НТ у суміші рівних кількостей етилацетату і бензину ―галоша‖ від
концентрації розчину. На осі абсцис відкладені значення концентрації, а на осі
ординат - в'язкості. З рис.6.2 видно, що з підвищенням концентрації в'язкість
різко підвищується. Чим більшою довжиною володіють макромолекули і, отже, чим
більше в них ланок і чим вище їхня відносна молекулярна маса, тим більше
в'язкість розчину.
Крім кута
змочування і в'язкості великий вплив на кінетику розтікання роблять розміри і
форма пор, а також кут нахилу стінки капіляра. Якщо сума кутів змочування і
нахилу стінки капілярів менше 180°, рідина проникає в капіляр, а якщо більше,
не проникає. Усі ці фактори мають велике значення не тільки при
взаємодії адгезивів з такими типово пористими субстратами, як шкіра і дерево.
Вони впливають на величину фактичної площі контакту з поверхнею більшості
субстратів.
Було виявлено, що частка площі фактичного
контакту дорівнює відношенню площі фактичного контакту до щирої площі і
збільшується зі зростанням тиску, температури і тривалості контакту.
Таким
чином, перша стадія встановлення адгезійного зв'язку визначається кутом
змочування адгезивом субстрату, в'язкістю адгезива, характером мікронерівностей
субстрату, а також часом контакту, тиском і температурою.
Після
нанесення на підготовлену поверхню клею у вигляді розчину розчинник
випаровується і за рахунок цього утворюється клейовий шар. Серед технологічних
операцій клейового скріплення деталей взуття сушки клею найбільш тривала
операція. За типовою технологією виробництва взуття клейового методу кріплення,
при використанні клею наіріт НТ сушки клею передбачається протягом 20-30 хв
після першої намазки і 60-90 хв після другої.Це вимагає додаткових виробничих площ, додаткових витрат
на їхнє обслуговування, збільшує обсяг незавершеного виробництва й ін.
Швидкість
видалення розчинника впливає на фізико-механічні властивості клейової плівки, а
на швидкість видалення розчинника - активність розчинника і режими сушки.
Механізм сушки клейової плівки мало чим відрізняється від механізму сушки
взагалі і проходить дві стадії. Перша стадія відбувається швидко при постійній
швидкості і характеризується випаром розчинника з поверхні, друга - повільно
при падаючій швидкості і характеризується переносом молекул розчинника до
поверхні випаровування.
При
занадто швидкому видаленні розчинника поверхневий шар розчину сильно
прохолоджується і на ньому конденсуються водяні пари, що містяться в повітрі.
Це приводить до різкого погіршення адгезійних і когезійних властивостей клею,
що спостерігається найчастіше в літню пору. Щоб уникнути подібних явищ у
розчинник рекомендується додати небагато менш летучого розчинника, наприклад
бутилацетату.
Крім того, якщо
швидкість випаровування розчинника з поверхні перевищує швидкість дифузії
розчинника з внутрішніх шарів до поверхні випаровування, на ній утвориться
гелеподібний шар, що перешкоджає випаровування. Згодом під цим шаром
накопичуються пари розчинника, що, прориваючись назовні, утворюють у верхньому
гелеподібному шарі плівки пухирці й отвори, що надалі знижують міцність
клейового шва. Для запобігання подібних явищ необхідно, щоб швидкість видалення
розчинника відповідала в'язкості клею. Нарешті, найбільш
активні розчинники, вивітрюється з максимальною швидкістю, приводять до найбільших
внутрішніх напружень.
Швидкість зникнення розчинників звичайно
встановлюється стосовно часу зникнення дуже летучого сірчаного ефіру. Якщо час
зникнення 1 м. ч. сірчаного ефіру прийняти за 1, то воно дорівнює для ацетону
2,1; етилацетату - 2,9; бензину ―галоша‖ - 3; етилові спирти - 8,3;
бутилацетата - 11,8. Вважається, що в нормально висушених клейових плівках
повинно бути близько 10 % розчинника.
При вмісті
розчинника менш 10% виникають додаткові внутрішні напруження в клейовій плівці,
при більш 10% - зменшується когезійна міцність.
Для задоволення
умови нормального вмісту розчинника необхідно підбирати розчинники, що швидко
вивітрюються (наприклад, етилацетат і бензин) чи застосовувати азеотропні
суміші розчинників, тобто вивітрюються з розчину в чітко визначеному
співвідношенні.
Прискорення
процесу сушки за рахунок введення більш активних розчинників неприйнятно. Тому
в промисловості застосовуються різні способи інтенсифікації процесу сушки.
Однак вони не забезпечують одержання клейової плівки необхідної якості.
При
конвективному способі сушки з зовнішнім підведенням тепла процес проходить у
такий спосіб. Перший період проходить дуже швидко, тому що температура поверхні
вище температури нижніх шарів. Унаслідок цього швидкість випаровування з поверхні
перевищує швидкість дифузії молекул розчинника з внутрішніх шарів. У результаті
на поверхні утворюється гелеподібний шар (скоринка), що перешкоджає
випаровування розчинника з внутрішніх шарів. В міру підігріву клейової плівки
швидкість дифузії збільшується, що скоплюються під скоринкою пари розчинника
проривають її, що приводить до нерівномірності клейової плівки по товщині з
наслідками, що звідси випливають.
При радіаційному способі сушки інфрачервоними
променями градієнт температури спрямований від внутрішнього шару до
зовнішнього, що значно прискорює процес. Оптимальним вважається такий розподіл
температури, при якому максимум її приходиться на границю розділу шарів
клейової плівки і підкладки.
При дослідженні
спектрів пропущення інфрачервоних променів на основі наіріта встановлене, що
для одержання оптимального режиму сушки необхідно застосовувати випромінювачі з
максимумом випромінювання в діапазоні довжин хвиль 1,6-2,2 чи 4,0-5,0 мкм, що
відповідають смугам максимуму пропущення клейової плівки, а для активації таких
клейових плівок необхідний випромінювач, максимум випромінювання якого
знаходиться в діапазоні довжин хвиль 3,4- 3,6 мкм, тому що цей діапазон
відповідає максимуму поглинання хвиль наірітовою клейовою плівкою. Зазначеним
вимогам відповідають трубчасті електронагрівники - ТЕНи.
Зазначений спосіб сушки широкого поширення не одержав,
тому що будьяка зміна адгезива і субстрату, наприклад кольору чи навіть
відтінку, вимагає для збереження механізму нагрівання зміни характеристик
ІК-випромінювачів, що спричиняє організаційні і технологічні труднощі.
Недотримання
зазначених вимог приводить до зміни механізму нагрівання і тому не
відрізняється від конвективного способу сушки з наслідками, що випливають з
механізму сушки.
Найбільш
раціональним є спосіб сушки клейової плівки з внутрішнім підведенням тепло, що
полягає в нанесенні клею на попередньо нагріту поверхню. При
підведенні тепла розчинник із внутрішніх шарів віддаляється до утворення на
поверхні ―скоринки‖ унаслідок значного градієнта температури.
У результаті
швидкість випаровування різко зростає, виключена поява міхурів, а отже, і
нерівномірностей у товщині клейової плівки. Крім того, висока
температура субстрату сприяє кращому заповненню мікронерівностей, досягненню
молекулярного контакту між адгезивом і субстратом, а значить і кращої адгезії.
Дослідження показали, що попередня теплова обробка поверхні на відстані 10см
від випромінювача (інфрачервона лампа типу ЗС потужністю 250 Ут) протягом 2-3
хв, дозволяє за 4-5 хв висушити клейову плівку до нормативного вмісту
розчинника. Цей спосіб може застосовуватися без теплової активації клейової
плівки, що дуже важливо для деяких тормопластичних матеріалів. У результаті
нанесення і сушки клею на поверхні субстрату утвориться клейова плівка, від
товщини якої залежить міцність клейового шва. Як правило, міцність клейового
з'єднання тим вище, ніж тонше клейова плівка. Це підтверджується поруч
теоретичних положень про вплив субстрату, що орієнтує, на адгезив масштабним
фактором і теорією виникнення внутрішніх напружень.
У випадку
застосування матеріалів для виробів зі шкіри з традиційними методами і
технологічними нормативами механічної обробки поверхні і високоеластичних клеїв
ця закономірність не завжди дотримується. Зокрема, при обробці поверхні
металевою щіткою міцність клейового шва з наіріта НТ зростає при збільшенні
клейової плівки до 1,0 мм. Це відбувається тому, що не
враховується висота мікронерівностей і твердість клейової плівки.
При
обробці поверхні металевою щіткою виникають, як указувалося, мікронерівності
порядку 0,4 - 0,5 мм. Якщо товщина клейової плівки буде менша, то виникає, так
називана ―голодна‖ склейка. Це і є причиною низької міцності. Щоб склейка не
була ―голодною‖, необхідно знижувати висоту мікронерівностей, як було показано
раніше.
На наш погляд, єдино правильний підхід у визначенні
оптимальної товщини клейової плівки викладений у роботі і полягає в тому, що
вплив товщини адгезива на міцність обумовлено його орієнтацією в клейовому
з'єднанні. Вплив субстрату, що орієнтує, на адгезив приводить
до зміцнення клейового шару в з'єднанні в порівнянні з адгезивом у вільному
стані. Вплив підкладки, що орієнтує, простирається на глибину від декількох
десятих мікрона до декількох десятків мікронів. Отже, виходячи з цих розумінь,
максимальна товщина клейового шару не повинна перевищувати 0,1 мм (100 мкм).Це
погоджується з погляду масштабного фактора і внутрішніх напружень.
Величина напруг залежить від швидкості видалення
розчинника, товщини клейової плівки і розходження в коефіцієнтах термічного
лінійного розширення клейової плівки і підкладки. На
жаль, їхня величина і ступінь впливу на довговічність клейових з'єднань взуття
ще не встановлені. Враховуючи еластичність, релаксаційну здатність адгезивів,
які застосовують можна припустити, що їхня величина за рахунок швидкості
видалення розчинника, товщини шару адгезива незначна. Внутрішні напруження, що
виникають за рахунок теплового лінійного розширення, можуть досягати значних
величин, тому що лінійні термічні коефіцієнти подовження що застосовуються для
взуття адгезивів і субстратів у ряді випадків значно відрізняються.
Активація
клейових плівок
Висушені клейові
плівки більшості адгезивів, що застосовуються при скріпленні деталей взуття,
втрачають свої аутогезійні властивості. Тому перед приведенням
у контакт двох поверхонь, що склеюються, необхідно їх привести в активний стан.
Існують два способи активації поверхні висушених клейових плівок - розчинником
чи клеєм низької концентрації і теплом.
Активація
розчинником має цілий ряд серйозних недоліків, основний з них - труднощі
забезпечення необхідної товщини клейової плівки. При введенні розчинника
зменшується когезійна міцність клейової плівки і тим самим виникає погроза
роздавлювання її при пресуванні шва. Крім цього, підвищений вміст розчинника
вимагає тривалого часу пресування для випаровування розчинника і підвищення
когезійної міцності клейової плівки. У цьому випадку варто домагатися моменту,
коли при мінімумі розчинника клейова плівка ще не втратила аутогезійну
здатність. Тому спосіб неповного висушування краще активації розчинником.
Однак спосіб
неповного висушування вимагає промазки підошов клеєм у складального конвеєра,
що суперечить тенденції можливого видалення зі складальних цехів всіх операцій,
що не мають прямого відношення до зборки на конвеєрі і йде врозріз із
прогресивною технологією попередньої обробки й обробки низу взуття в неприклеєному
вигляді.
Більшість
підприємств, застосовуючи гумові підошви з кожволона чи підошви пористої
структури, не відмовляються від повного висушування клейової плівки й активацію
роблять у термостатах відкритого типу при м'яких режимах: температурі, що не
перевищує 70 °С, і часу 30-40 с.
Теплова активація при дотриманні необхідного режиму
забезпечує високу міцність клейового з'єднання. Кращим засобом термоактивації,
як і сушки клейових плівок, є інфрачервоне випромінювання.
При
конвективному способі активації, коли розігрівається не тільки клейова плівка,
а вся система матеріалів, за короткий час пресування в клейовому шві не
встигають відбутися процеси охолодження і кристалізації. Це приводить до
низької початкової міцності схоплювання. При використанні для активації
інфрачервоного випромінювання можна домогтися такого положення, коли буде
розігріватися не вся система матеріалів, а тільки клейова плівка чи тільки її
поверхня. У зв'язку з цим при виборі типу інфрачервоного випромінювача й
оптимального режиму активації необхідно враховувати оптичні властивості клеїв і
підкладок, спектральні й енергетичні характеристики технічних ІКвипромінювачів.
Для активації клейових плівок необхідний випромінювач, максимум випромінювання
якого знаходиться в діапазоні довжин хвиль 3,4-3,6 мкм, тому що цей діапазон
відповідає максимуму поглинання хвиль наірітовою клейовою плівкою. Зазначеним
вимогам відповідають ТЕНи. Для забезпечення достатньої міцності клейового
з'єднання при активації клейових плівок необхідно, щоб температура на їхній
поверхні була 60 - 70°С. Верхня межа температури клейової плівки для даного
процесу повинний бути не вище 140 °С.
Більш точну температуру активації встановлюють
у залежності від температури плавлення смол, що входять до складу клейової композиції:
температура активації повинна бути на 5-10 °С вище температури плавлення смол,
що входять до складу клею.
Час активації наірітових плівок 0,5-3,0 хв, у
залежності від температури. У кожному конкретному випадку необхідний час
активації призначається в залежності від прийнятої температури, причому
необхідно пам'ятати умови: чим більше температура (у межах зазначеного
діапазону), тим менше час. Наприклад, якщо прийнята температура 130-140 °С, то
й час варто призначити в межах 0,5- 1,0 хв.
Відомий спосіб активації клейової плівки ―тепловим
ударом‖ при температурі 200-250 °С на протязі 1-2 с не має широкого поширення в
масовому виробництві, тому що вимагає занадто твердої регламентації інших
елементів технологічного процесу, хоча, має ряд переваг. При
цьому способі в основному нагрівається тільки клейова плівка, а підошва
практично залишається холодною. Режим активації залежить від типу клею і
теплопровідності підошовного матеріалу.
При високій температурі активації як нагрівачі
в термоактиваторах застосовують кварцові чи кварцевойодні лампи. Тому що лампи
практично безінерційні, а потужності термоактиваторів відносно великі,
нагрівачі в паузах між активацією цілком чи частково відключаються. Цим
досягається значна економія електроенергії, зменшуються теплові виділення в
цех, що поліпшує умови праці робітників.
Активація клейової
плівки без нагрівання підошов має ряд технологічних переваг: зменшується
можливість вилягання нерівностей заготовки на сліді взуття, що значно підвищує
її якість; не відбувається розм'якшення, деформації і зміни геометричної форми
підошви, що особливо важливо при роботі із заздалегідь обробленими підошвами;
зменшується час пресування; збільшується термін служби подушок преса, тому що
вони не нагріваються від підошов.
Утворення
клейового шва
Для утворення клейового шва необхідно привести в контакт
поверхні, що склеюються. Важливим фактором, що впливає на міцність клейового
з'єднання, є час від кінця активації клейової плівки до накладення підошви і
подачі тиску. Цей час повинний бути мінімальним, не більш 8-10 с, протягом
цього часу повинні бути виконані наступні операції: вивантаження підошов і
взуття з термоактиватора і накладання підошов – 5 с, установка взуття,
переміщення прес-подушки і притиснення взуття до упорів – З с. Пресується взуття
відразу ж після його притиснення і фіксації, що вимагає швидкого переміщення
пресподушки і притиснення взуття до упорів протягом 1,6-2 с.
Час пресування при температурі активації 200- 300 °С для
підошов з еластоматеріалів, пластику, шкірволона і шкірподібної гуми з
підвищеною гнучкістю – 12-15 із при тривалості активації імпульсним
опромінювачем 2-3 с; шкіряних профільованих підошов – 20-25 с при тривалості
термоактивації 6-10 с; для підошов з повсті і пористої гуми - 5 с при
тривалості термоактивації 3-5 с.
Найважливішим
технологічним фактором, багато в чому визначає міцність клейового шва, є тиск
пресування. Зі збільшенням тиску пресування міцність склеювання збільшується за
рахунок збільшення фактичної площі контакту адгезива і субстрату. Причому найбільш
інтенсивний ріст спостерігається до 1,5 МПа. Однак у зв'язку з особливостями
фізико-механічних властивостей матеріалів, що застосовуються (модуль пружності,
коефіцієнт Пуассона й ін.) тиск пресування 1,5 МПа приводить до ряду небажаних
моментів (наприклад, так названий крайовий ефект), що в остаточному підсумку
знижують міцність склеювання. Тому при склеюванні деталей взуття тиск
призначається з умови забезпечення необхідного контакту між поверхнями, що
склеюються, тобто основна роль тиску пресування зводиться до подолання
твердості субстрату, що дуже важливо при значній кривизні профілю сліду
затягнутого взуття.
У зв'язку з цим у практиці виробництва взуття для
конструкційних (основних) скріплень прийнятий тиск пресування - 0,2-0,5 МПа, у
залежності від матеріалів, що застосовуються. Зокрема, для прикріплення
пористих і шкіроподібних підошов - 0,2-0,3 МПа, шкіряних - 0,4, а шкіряних
підошов з однобічним нанесенням клею розплаву - 0,5 МПа.
Тиск
пресування вище 0,4 МПа в ряді випадків приводить до зниження міцності
склеювання, особливо гумових підошов і каблуків через прояв крайового ефекту.
Тому для кріплення низу повинні застосовуватися клеї з мінімальною тривалістю
схоплювання, обчислювальної секундами, при найменшому питомому тиску, що
забезпечує достатній контакт і адгезійну міцність. Крім того, завищення зусиль
пресування і високих швидкостей підняття і притиснення прес-подушки приводять
до передчасного зносу затяжних колодок.
Устаткування
для пресування клейових швів
Преси
для клейового кріплення низу взуття класифікуються по кількості секцій,
конструктивним і технологічним ознакам. По кількості секцій преси
підрозділяються на одно-, дво-, чотирьох- багатосекційні. Односекційні преси
виконуються з пневматичним приводом і із середнім тиском і застосовуються, в
основному, для ремонту взуття. Багатосекційні преси застосовувалися при
приклеюванні підошов нітроцелюлозним і перхлорвініловим клеями, що вимагають
тривалого часу пресування. У зв'язку з впровадженням і широким застосуванням
швидкозхвачуючих клеїв, що різко зменшують час пресування, кількість секцій у
пресах скоротилося. Завдяки цьому кращим вважається компонування з двох чи
чотирьох секцій. Чотирьохсекційні преси використовуються тільки тоді, коли
потрібен час пресування не менш 2 хв (наприклад, при використанні
поліуретанового клею). В основному, застосовуються двосекційні преси.
По конструктивних
ознаках преси розрізняють по типі компонування - на ричагові, траверсні і
консольні; за принципом дії - на гідравлічні, пневматичні і комбіновані; по
переміщенню робочих елементів прес-секції - з рухомою подушкою чи рухомим
упорами.
По
технологічних ознаках: по призначенню - на спеціалізовані й універсальні; по
розташуванню взуття під час пресування - слідом вниз чи нагору; по виду
взаємного розташування прес-секцій і установці напівфабрикату в них щодо
оператора - фронтальне, коли осі виробу і прес-секцій розташовуються паралельно
оператору, пряме, коли осі виробу і робочих органів знаходяться під деяким
кутом до оператора; по величині зусилля пресування - низького, середнього і
високого тиску.
Підоймові преси
мають істотні недоліки. На них не можна обробляти напівчобітки і
чобітки, тому що утруднене введення упорів у халяву. Крім того, неможливо
застосовувати шарнірні колодки, тому що поява третього притискного упора
ускладнює систему важелів і вона стає незручною в роботі. Багатоланкова система
важелів для передачі переміщень колодковим упорам преса громіздка і, отже, не
має необхідну твердість. Колодкові упори переміщаються не вертикально і
створюють зусилля, що зрушують, при затиску взуття. Тиск при пресуванні на
опорних поверхнях колодки розподіляється не пропорційно розміру оброблюваного
взуття, що не відповідає вимогам виконання операцій. Так, при пересуванні
носкового упора для обробки взуття більшого розміру тиск на опорну поверхню в
носковій частині зменшується, а потрібно, щоб воно зростало, тому що площа
пресування в носково-пучковій частині збільшується.
Траверсні
преси тож мають деякі недоліки. Вони мають збільшену і погано освітлену робочу
зону, обслуговування якої незручно. Електроустаткування преса розміщається в
нижній частині станини в безпосередній близькості до насосної станції, що
небажано для електроапаратури і вимагає відповідної герметизації. Траверсні
преси випускає в даний час фірма ―Деско‖ (ФРН).
Сучасні преси для приклеювання підошов швидкозхвачуючими
клеями є, в основному, двосекційними, статичної дії з напівавтоматичним циклом
роботи й автономним приводом, консольними колодковими упорами, прес-секціями,
що забезпечують розташування взуття слідом вниз і можливість обробки видового,
родового і розмірного асортименту, а також виключають зсув підошов щодо сліду
взуття.
Секції
преса для розміщення лівої і правої напівпар взуття можуть працювати по черзі й
одночасно. Кожна секція має прес-подушку, на яку встановлюється слідом униз
напівпари взуття. Прес-подушка закріплюється безпосередньо на штоку силового
гідроциліндра. Вплив прес-подушки, що пресує, здійснюється з боку ходової
поверхні підошви на всі ділянки сліду заготовки взуття. При переході з обробки
взуття одного ростовочного асортименту на іншій змінюють положення упорів по
середньому розмірі взуття даного асортименту і встановлюють необхідний тиск у
гідросистемі поворотом маховика регулятора тиску. Тиск на слід взуття
контролюють по манометрі.
Взуття в пресі витримується автоматично
спеціальним таймером відповідно до настроювання його на необхідну тривалість
циклу обробки. У залежності від призначення, виду оброблюваного взуття й обсягу
виробництва найчастіше застосовуються одно-, двох- і чотирьохсекційні преси з
забезпеченням середнього і високого тиску пресування.
Преси із середнім тиском пресування (від 0,4 - 0,6 МПа)
виконуються односекційними з пневматичним чи гідравлічним приводом і
застосовуються для прикріплення підошов до легкого взуття, що має незначну
кривизну сліду (домашні, спортивні туфлі, вуличне взуття на клиноподібній
підошві і т.п.). Прес-подушки таких пресів мають гумову
монолітну вставку з плоскою поверхнею. Час пресування в залежності від
матеріалу підошов, виду клею і режимів термоактивації 3-20 с. Упори колодок -
механічні, підоймові.
Преси з високим тиском пресування (0,6 - 1,5
МПа) виконуються, в основному, двохсекційними і застосовуються для прикріплення
підошов до чоловічого і жіночого взуття на середньому і високому каблуках.
Прес-секції в пресах більшості конструкцій розташовуються
під кутом до оператора, що пояснюється прагненням поліпшити умови роботи і
зменшити розмір преса по довжині конвеєра. Колодкові упори пресів
виконуються самоустановлювальними гідравлічними чи механічними, коромислового
типу з вертикальним переміщенням штоків притисків.
Прес-подушки
в пресах сучасних конструкцій виконуються шарнірними з можливістю регулювання
кута нахилу притискних елементів. В основному застосовуються притискні елементи
у вигляді камер чи набору горизонтальних і вертикальних профільованих гумових
уставок. Каблуковий режим у пресподушок деяких конструкцій має самостійний
привід від гідро- чи пневмоциліндрів.
В останніх моделях пресів застосовується двоперіодний
цикл підйому прес-подушки, що виключає можливість зсуву підошов і забезпечує
безпечні умови роботи.
Рядом
закордонних фірм проводяться роботи зі створення єдиного комплексу - прес і
термоактиватор із синхронним циклом роботи.
Для приклеювання
стовщених підошов застосовуються чотирьохсекційні преси чи комплект установок,
що складаються з двох парних пресів і термоактиватора, що дозволяють збільшити
тривалість пресування без зниження випуску взуття.
Опанкові
підошви з високим бортиком приклеюються на пресах, обладнаних діафрагменними
прес-подушками з глибокою виїмкою або камерними пристроями з водяним чи
повітряним заповненням.
На
взуттєвих підприємствах країни в основному використовуються преси ПКБ-0 і
ППГ-4-0 вітчизняного виробництва, що випускаються орловським машинобудівним
заводом ім. Медведєва. На деяких підприємствах застосовуються закордонні преси
- № 3 фірми БУСМК (Великобританія), 755 12/РС фірми ―Сигма‖ (Італія) і преси
моделі РА фірми УСМ (США); преси № 04286/Р11 фірми ―Світ‖ (ЧССР) і № 527-у
фірми ―Альбеко‖ (ФРН). Пресс ПКБ-0 — гідравлічний, консольний, двосекційний з
педальним керуванням. Має наступні вузли: станину, прес-секції, гідропривід і
електроустаткування. На пресі з відповідною технологічним оснащенням (упори і
прес-подушки) можна обробляти усі види взуття розмірів 180-305 (за ДСТ
11373-75) з висотою халяв до 360 мм.
Пресс комплектується трьома видами
прес-подушок ПП1, ПП2 і ППЗ. ПП1 призначена для приклеювання плоских підошов до
взуття на низькому каблуці; ПП2 - для приклеювання укорочених (без п'яткової
частини) підошов до взуття на низькому каблуці; ППЗ - для приклеювання підошов
із крокульною частиною до взуття на високому і середньому каблуках.
Визначення міцності склеювання методом зсуву
Міцність склеювання на зсув рекомендується визначати
тільки для клейових швів, що працюють на зсув (наприклад при клейовому
затягуванні взуття). Матеріали для випробування : тканина +
тканина (кирза двошарова арт.6882) і тканина + устілкова шкіра. Розміри зразків
: ширина 20±0,5 мм і довжина не менш 80мм. Перед нанесенням клею устілкову
шкіру піддають скуйовдженню з бахтармяної сторони. Методика склеювання зразків
при випробуванні на зсув визначається особливостями розроблювального клею
(клеї-розплави, клеїрозчини з однобічною намазкою і т.д.). Склеювання зразків
внахлест за допомогою стандартного наірітового клею виробляється в такий
спосіб. Ділянки зразків, призначені для склеювання, промащують дворазово:
зразки із тканини клеєм 23-25%-концентрації, шкіряні зразки перший раз клеєм
12-16%-ної концентрації, другий раз 23-25%-ної концентрації. Сушка клею при
температурі 18-20°С після першої намазки 10-15 хв, після другої - 1,5 години. Перед
пресуванням роблять теплову активацію клейових плівок у сушильній шафі при
100-110°С на протязі 5 хв чи під рефлектором при 80-90°С на протязі 2-4 хв.
Склеювання зразків роблять в нахлест на довжині 10±0,2 мм у пресі під тиском
0,3-0,35 МПа протягом 30 сек. Міцність на зсув визначають через 5 хв, і через
24 години після склеювання і вираховують, як середнє арифметичне з 3-5
визначень.
Метод визначення прискореного старіння клейових швів у
сухому повітрі Для
випробувань прискореного старіння клейових швів у сухому повітрі склеєні і
витримані при 20±2°С на протязі 72 годин зразки піддаються впливу гарячого
повітряного потоку в термокамері при 70±1°С на протязі 7 доби. При
цьому зразки підвішуються так, щоб вони займали не більш 10% робочого простору
і не стосувалися стінок термокамери й один одного. Потім зразкам дають
72-годинну пролежку при 20±2°С і визначають міцність склеювання
Водостійкість клейових швів При визначенні водостійкості клейових швів, склеєні і
витримані протягом 24 годин при 20±1°С зразки занурюють на добу в дистильовану
воду, яка має температуру 20°С. Потім визначають інші склеювання мокрих зразків
шляхом розшаровування до половини зразків тоді як другій половині зразків дають
добову пролежку, після чого знову визначають міцність склеювання. При
випробуванні водостійкості клейових швів необхідно скористатися трьома серіями
досвідчених зразків, міцність на розшаровування яких визначається до впливу
води на мокрих зразках і після впливу води і вторинної сушки зразків.
Домашнє
завдання: Зробити конспект. Засвоїти технологічні нормативи
виконання операцій «Контроль виконання
технологічних операцій. Усунення дефектів. Видержування взуття після
приклеювання підошви».
1.Розкажіть операції
підготовки сліду взуття клейового методу кріплення.
2.
Які клеї застосовуються для прикріплення низу взуття в залежності від
склеюваних поверхонь.
3.
Перерахуйте дефекти , які виникають при виконанні операції «Термоактивація клейової плівки на сліді взуття , на
поверхні підошви. Вибір режиму термоактивації клейової
плівки. Накладка підошов вручну на слід
взуття без перекосу і зміщення. Пересування низу взуття на пресі.»
Комментариев нет:
Отправить комментарий