3.1 Обоснование выбора материалов
Изделия, используемые человеком, должны обладать определенным комплексом свойств. Качество изделия оценивается соответствием этого комплекса свойств требованиям потребителя.
Свойства продукции тесно связаны между собой и зависят друг от друга. Изменение одних свойств сопровождается изменением других; в ряде случаев улучшение одних свойств может привести к ухудшению других, поэтому важны оптимальные соотношения свойств изделия.
В модельной обуви к материалам предъявляю требования эластичности, мягкости, лучшего внешнего вида (фактура поверхности, цвет и т.п.) и в меньшей степени — требование износостойкости, столь важное для повседневной и специальной обуви.
Учитывая то, что обувь должна быть красивой, современной и выразительной, форма обуви должна соответствовать ее целевому назначению и гармонировать с одеждой и должна быть, прежде всего, удобной, данная модель по внешнему виду отвечает запросам потребителей.
Эргономические свойства определяют физические, механические и гигиенические требования к обуви, то есть подчеркивают значимость эксплуатационных характеристик изделия. Нормальная работа стопы возможна только при использовании правильно подобранной по размеру и полноте обуви. Она должна быть удобной и легкой, не затруднять движений и поддерживать нормальный микроклимат внутри обувного пространства. Материал должен быть водостойким с лицевой стороны, паропроницаемым, гигроскопичным, стойким к действию пота, иметь высокие показатели влагопоглощения и влагоотдачи. Пористость структуры материала обеспечивает низкую теплопроводность и меньшую массу изделия. Материал не должен выделять вещества, вызывающие заболевания кожи стопы или других органов. Также материал должен быть способным приформовываться к стопе, не оказывать давления на стопу, но в то же время и быть формоустойчивым. Для обеспечения надежности материал должен обладать высоким сопротивлением к многократному изгибу, усталостной прочностью, достаточной прочностью при растяжении, чтобы сохранить целостность при изготовлении и носке обуви. Детали верха обуви соединяют в основном ниточными швами, поэтому материал должен иметь высокое сопротивление прорыву ниточным швом обуви. Также важны адгезионные свойства, т.к. для соединения верха с низом используется клеевой метод крепления. Союзка наиболее ответственная деталь, выкраивается из чепрака. Носочная часть союзки наиболее выступающая часть обуви, поэтому он должен иметь и долго сохранять красивый внешний вид. Так как союзка воспринимает наибольшие внешние воздействия, оставляющие на нем загрязнения и царапины, то материал, из которого союзку изготовляют, должен иметь красивую и стойкую к внешним воздействиям лицевую поверхность, хорошо очищаться от грязи и реставрироваться. напряжение при появлении трещин лицевого слоя не должна превышать 12 мПа.
Союзка работает в более сложном силовом поле, как при изготовлении обуви, так и при ее носке. В процессе носки носочная часть союзки быстрее других частей обуви теряет внешний вид; появляются дефекты в виде заломов, складок, истирания покрывной краски. Следовательно, для обеспечения надежности материал для союзки должен обладать прочностью при растяжении не менее 14 мПа и не большим удлинением 15 – 17%. Показатели паропроницаемости не меньше 4,5 мг/см2·ч, гигроскопичность не менее 6% [1].
К запяточным ремням предъявляют менее жесткие требования в отношении прочности, чем к союзкам. Так как они подвергаются незначительным механическим и физико-механическим воздействиям, Предел прочности при растяжении не менее 12мПа. Материал запяточного ремня должен легко формоваться при двухосном растяжении, сохранять приданную форму в период эксплуатации, величина остаточной деформации не более 9%.
Подкладка обуви. Для подкладочных материалов условия носки определяются непосредственным контактом их со стопой и меньшим, чем для верха, влиянием факторов окружающей среды. Подкладочные материалы должны обладать в большей степени, чем материалы для верха обуви, паро(влаго)обменными свойствами, потостойкостью, высоким сопротивлением к истиранию, а также не быть маркими. Т.к подкладка обуви скреплена с верхом и они работают как иная система, то исходя из этого желательно, чтобы материал подкладки обладал приблизительно такими же механическими свойствами, как и материал верха.
Стелька. Материал для основной стельки должен быть стойким к сжатию, многократному изгибу, истиранию во влажных условиях 1 – 1,5 мм/мин, расслаиванию, хорошо поглощать влаговыделение стопы и легко отдавать их при сушке. Для обеспечения хорошего приформовывания к стопе материал стельки должен быть мягким и пластичным.
Основные требования к подошвенным материалам: высокое сопротивление к многократному изгибу, истиранию не менее 3 Дж/см3, раздиру – не менее 2,8 кН/м, низкая теплопроводность – 0,23 Вт/м·°С, водонепроницаемость, хорошее сцепление с грунтом. Подошвенные материалы могут иметь и невысокие показатели гигиенических свойств, так как между стопой и подошвой находится несколько слоев различных материалов, в том числе и непроницаемых для потовыделений стопы. Материалы для каблуков должны быть твердыми, стойкими к сжатию и изгибу, хорошо склеиваться и удерживать гвозди и винты. Материалы для набоек должны иметь высокую сопротивляемость к истиранию, быть стойкими к сжатию и ударным нагрузкам.
В условиях рыночной экономики важную роль играют новейшие материалы и технологии. Таким образом, продукция, не соответствующая требованиям современного быстрорастущего рынка вытесняются новой, более конкурентоспособной и востребованной. Такая тенденция обуславливает дальнейший прогресс и развитие в любой области применения человеческих возможностей.
При выборе материалов для изготовления модельной обуви следует особое внимание обратить на урпуго-пластические свойства сырья, т.к. эти характеристики, в конечном счете, существенно влияют на качество готовой продукции. Они раскрыты в таблице 2 [7].
В настоящее время для изготовления обуви применяют кожу, текстильные материалы, резиновые пластины, искусственные кожи, пленочные материалы, картон, бумагу, пластмассы, дерево, металлы.
Ассортимент и качество изделий из кожи зависит от качества, внешнего вида и свойств применяемых материалов. В этом разделе приведены таблицы с физико-механическими показателями различных материалов, которые применяются для изготовления женских зимних ботинок повседневной носки.
3.1.1 Кожи для верха обуви
3.1.1.1 Искусственная и синтетическая кожа для верха обуви
В производстве обуви используют искусственную и синтетическую кожу. Искусственные кожи в основном используют для верха летней обуви и голенищ сапог, синтетическую – для верха осенне-весенней обуви. Показатели свойств кож приведены в таблице 2 [6].
Таблица 2 - Физико-механические показатели искусственных и синтетических кож для верха обуви
| Показатель | Кирза обувная марки А | Винил кожа Т обувная пористо- монолитная | СК»Неве2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Толщина, мм | 1,3-1,6 | 1,3 | 1 |
| Предел прочности при растяжении, МПа | - | - | 7,17 |
| Паропроницаемость, мг/см 2 *ч | 1 | 0,13 | |
| Влагопоглащение, % | - | 2,5 | 47,8 |
3.1.1.2 Натуральные кожи для верха обуви
Натуральная кожа широко применяется в обувной промышленности и в настоящее время пользуется большим спросом у населения. Значение кожи чрезвычайно важно, которая является единственным из всех применяемых материалов, из чего можно выкроить любую деталь обуви. В таблице 3 приведены некоторые свойства натуральных кож.
Таблица 3 - Физико-механические показатели натуральных кож хромового дубления для верха обуви
| Показатель | выросток | опоек | полукожник | свиная кожа | шевро и козлина |
| Предел прочности при растяжении, МПа, | 20 | 25 | 20 | 10 | 18 |
| Напряжение при появлении трещин на лицевом слое, МПа | 20 | 17,5 | 16 | 10 | 13 |
| Удлинение при растяжении 10 МПа по партии, % | 15-25 | 15-28 | 18-30 | 20-40 | 15-35 |
3.1.2 Материалы для подкладки обуви
Подкладочные кожи (ГОСТ 12334-66) выпускают из шкур крупного рогатого скота, из свиных, козьих, овечьих шкур и из бахтярмяного спилка минеральными и хромсинтановыми методами дубления. Для выделки подкладочных кож используют тонкое, рыхлое сырье с большим количеством пороков, малопригодное для изготовления кож для верха обуви.
Площадь подкладочной кожи равна 20-160 дм2, а толщина колеблется от 0,6-1,5мм, по прочности уступают кожам для верха обуви из аналогичного сырья. Подкладочная кожа не должна быть жесткой на ощупь, нормально продубленной.
Таблица 4 - Физико-механические показатели подкладочных кож
| Показатель | Числовые значения |
| Предел прочности при растяжении МПа, не менее по коже: - опоек, выросток, полукожник, яловка легкая - овчины - прочих видов кож | 14 8 12 |
| Удлинение, % при напряжении 10 МПа по партии - всех видов кож (кроме овчины) Удлинение, % овчины при напряжении 5 МПа | 15-35 15-40 |
Для изготовления домашней, прогулочной и повседневной обуви разработана коллекция иглопробивных стелечных материалов «Стелан», содержащих льняные волокна. В таблице 5 приведены основные технические характеристики разработанных материалов в сравнении с материалами аналогичного назначения, выпускаемыми отечественными производителями и за рубежом.