Сварочный метод сборки заготовок верха обуви

2.3 Сварочный метод сборки заготовок верха обуви

В настоящее время сварку термопластичных материалов применяют в кожгалантерейном производстве для изготовления портфелей, сумок, папок, ремней, футляров, обложек для документов, бумажников, и другой мелкой кожгалантереи[4].

В обувном производстве ее используют в основном при сборке заготовок верха обуви из искусственных и синтетических кож.

В других отраслях промышленности с помощью этого метода изготовляют плащи, мешки, пакеты, различные изделия из пластмасс.

Сварка может применяться для:

·          соединения, последовательного или параллельного, деталей методом сварки, т.е. образования сварных швов (иногда сваривание может совмещаться с вырубанием деталей из листовых материалов);

·          крепления (приваривания) аппликаций к деталям, тиснения рельефа поверхности с помощью металлического пуансона (плиты);

·          изготовления деталей и узлов изделий в специальных формах из силиконовой резины (силиконовых матрицах) с одновременным формованием рельефа их поверхности.

Процесс сварки термопластичных материалов заключается в нагревании контактирующих поверхностей деталей до вязкотекучего состояния и соединения их при небольшом давлении. При этом происходит диффузия концов и сегментов цепных молекул из одной свариваемой поверхности в другую с образованием связи, прочность которой при оптимальных условиях может приближаться к когезионной прочности свариваемого материала. Кроме того, при сварке искусственных кож, кроме диффузии в однородной среде, происходит также диффузионное проникание полимерного материала в смежную среду (в рыхлую волокнистую структуру искусственных кож) и образование «заклепок» и «муфт», благодаря чему прочность соединения свариваемых деталей увеличивается в 2-3 раза.

Методы сварки термопластов классифицируют следующим образом:

1.         сварка с подводом тепловой энергии с помощью теплоносителей (контактно-тепловая, газовая, экструзионная)

2.         сварка с генерированием в материале тепловой энергии, полученной в результате преобразования других видов энергии (высокочастотная, ультразвуковая, радиационная, лазерная).

Для сварки деталей в обувном производстве используют в основном методы контакно-тепловой и токами высокой частоты (ТВЧ).

При контактно-тепловом методе сварки соединяемые материалы помещают на неподвижную плиту пресса. При опускании верхней плиты пресса создается давление на шов и обеспечивается заданная температура сварки, т.к. одна или обе плиты пресса имеют электронагреватели. Происходит сварка поверхностей материалов.

При контактно-тепловом методе сварки деталей тепло поступает через свариваемый материал. Так как термопластичные материалы являются плохими проводниками тепла, метод применяют тогда, когда один из свариваемых материалов очень тонок. Чаще всего контактно-тепловой метод используют при изготовлении изделий из полимерных пленок (полиэтиленовых, поливинилхлоридных).

Основными параметрами контактно-теплового метода сварки являются температура, продолжительность контакта и давление.

Чтобы предотвратить прилипание свариваемого материала, к плитам пресса крепят прокладки из стеклоткани, пропитанной тефлоном или покрывают силиконовой смазкой.

Метод контактно-тепловой сварки имеет ограниченное применение в производстве изделий из кожи. Его недостатками являются сравнительно медленный нагрев свариваемых материалов, низкая производительность, жесткие требования к термостойкости материалов.

Более прогрессивным является метод высокочастотной сварки, основные достоинства которого заключаются в мгновенном нагреве свариваемых материалов по всей толщине и высокой производительности труда. Термопластичный материал разогревается до вязкотекучего состояния в результате преобразования энергии электрического поля в тепло внутри самого материала. Электрическое поле частотой 2-1000 МГц генерируется высокочастотным генератором.

Материалы, помещенные в поле токов высокой частоты, ведут себя по-разному. Полярные полимеры представляют собой диполи. Если диполь находится в переменном электрическом поле, то он будет ориентироваться согласно знаку зарядов электродов. Смещение зарядов, связанных в диполе внешним электрическим полем, называется поляризацией. При изменении направления поля, а значит и знаков электродов, диполь должен переместиться и занять новое положение, сориентировавшись согласно изменившемуся знаку электродов. Чем больше вязкость материала, тем больше его сопротивление изменению ориентации и затрачиваемая работа.

Работа характеризует диэлектрические потери, приводящие к разогреванию материала. Характеристикой способности материалов нагреваться является фактор диэлектрических потерь

K = ε tgδ,

где ε – диэлектрическая проницаемость,

tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь.

Чем выше k, тем быстрее и при меньших частотах переменного электрического тока материал способен нагреваться. Практика показывает, что сварке ТВЧ подвергаются те термопласты, фактор диэлектрических потерь которых не меньше сотых долей единицы.

Неполярные же вещества, такие как полиэтилен, полипропилен, полистирол, не годятся для высокочастотной сварки. Правда, имеются методы сварки и для материалов с очень низким фактором диэлектрических потерь. Это, например, сварка при повышенной частоте колебаний электромагнитного поля с предварительным нагреванием материалов в термошкафу. Однако, указанные методы неэкономичны. Более целесообразны для подобных материалов контактно-тепловой, радиационный и другие методы сварки.

При сварке наиболее прочный шов получается при коротком сварочном цикле. Установлено, что время сварки не должно быть более 4 с. Для снижения времени сварки следует использовать более мощный генератор или большую частоту. Чем тоньше пленка, тем труднее ее сваривать ТВЧ, так как тонкие пленки легче отдают тепло электродам, чем толстые. Минимальная суммарная толщина материалов при сварке ТВЧ 0,1 мм. Практически для изделий из кожи используют пленки толщиной 0,2-1,2 мм.

Различают симметричную сварку, когда оба электрода имеют одинаковую форму, и ассиметричную, когда форма электродов неодинакова. Роль нижнего электрода может выполнять стол (нижняя плита) пресса, на котором помещается свариваемый материал, а верхний электрод, соответствующий форме сварного шва, может крепиться стационарно к электрододержателю, который через изолятор соединен с верхней плитой пресса, или же быть свободным и при каждом новом цикле сварки накладываться на материал.

Таким образом, электроды при сварке служат для подвода энергии, передачи давления на материал и охлаждения поверхности. После завершения сваривания и отключения тока еще несколько секунд продолжается охлаждение под давлением для фиксации формы шва.

Оборудование для сварки ТВЧ состоит из пресса с пластинами-электродами и генераторов ТВЧ. Электроды из металлов высокой проводимости (латуни, алюминия, стали) имеют закругленные края для предупреждения пригорания свариваемых материалов. Для повышения производительности сварочных установок их оборудуют многопозиционными загрузочными устройствами. Это позволяет во время сварки одной заготовки производить сборку последующей. Такие устройства представляют собой специальные загрузочные столы, на которых выполняется сборка заготовок с использованием технологической оснастки и подача на позицию сборки и обратно. По способу подачи различают загрузочные устройства с выдвижными столами, имеющими возвратно-поступательное движение, загрузочные устройства с поворотными (карусельными) столами, совершающими прерывистое вращательное движение, и конвейерные загрузочные устройства с поступательным движением загрузочных столов.

Свариваются не только пленки и искусственные кожи с пленочным покрытием, но и ткани, содержащие термопластические волокна—капрон, лавсан, нитрон.

При сварке деталей из искусственных кож и пленочных материалов не нужны клеи или нитки, как при клеевом или ниточном методах крепления; материалы не ослабляются проколами, нет необходимости в предварительной подготовке поверхностей (взъерошивание).

Эти преимущества сварных методов наряду с ростом использования искусственных и синтетических материалов в обувном и кожгалантерейном производстве обусловливают дальнейшие перспективы их развития.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные способы сборки заготовок верха обуви используются как в промышленных масштабах изготовления обувной продукции, так и для индивидуального пошива обуви.

Каждый способ сборки имеет свои преимущества и недостатки. Анализирую каждый способ, нельзя сделать вывод относительно преимущества определенного вида соединения деталей верха обуви. Так, ниточный метод, не является герметичным, следственно не подходит для обуви, предназначенной для влажных погодных условий. Большой риск порчи поверхности материалов иглой, не верным натяжением нити и прочими ошибками производства так же необходимо учитывать при выборе данного метода скрепления деталей верха обуви. Еще одним важным недостатком ниточного способа, является его трудоемкость.

Клеевой способ сборки заготовок обуви позволяет высвободить от 5 до 15 человек на поток мощностью 1000 пар в смену. Таким образом, обувное производство повышает производительность труда на сборочных операциях на 30-40%, улучшает качество обуви за счет исключения дефектов, которые имеют место при ниточной сборке обуви. Однако, данный вид способа сборки тоже имеет свои недостатки, к которым относятся: изменение цвета в ходе химических реакций с составляющей клеев; повышенные требования к качествам клеев и подготовки склеиваемых поверхностей, малейшее отклонение от которых приводит к браку продукции и другие недостатки.

Сварочный метод сборки заготовок верха обуви является наиболее трудоемким, требует высокого уровня технологических навыков, имеет специфику в выборе материалов для заготовок и непосредственно вида обуви.

Поэтому, анализируя выше сказанное, наиболее рациональным является применение методов сборки заготовок обуви ниточным, клеевым и комбинированным способом (ниточно-клеевым).

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.    ГОСТ 21463-87 «Обувь. Нормы прочности»

2.    ГОСТ 9290-76 «Обувь. Метод определения прочности ниточных швов соединения деталей верха»

3.    ГОСТ 27438-87 «Обувь. Термины и определения пороков»

4.    ГОСТ 23251-83 «Обувь. Термины и определения»

5.    ГОСТ 26166-84 «Обувь повседневная из синтетических и искусственных кож. Технические условия»

6.    ГОСТ 26167-2005 «Обувь повседневная. Общие технические условия»

7.    ГОСТ 26167-84 «Обувь повседневная. Технические условия»

8.    А. А. Сабанцева, Л. И. Адигезалов, В. Е. Беденко Прогнозирование прочности ниточных соединений деталей // «Кожа и обувь» - 2003. № 3 (3)

9.    Абрамов, В. Ф. Технологические процессы производства изделий легкой промышленности. Часть 1 / В. Ф. Абрамов [и др.]; под общ ред. В. А. Фукина. – Москва : МГУДТ, 2003. – 572 с.

10.  Жихарев, А. П. Практикум по материаловедению в производстве изделий легкой промышленности : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А. П. Жихарев, Б. Я. Краснов, Д. Г. Петропавловский ; под ред. А. П. Жихарева. – Москва : Издательский центр «Академия», 2004. – 464 с.

11.  Зурабян, К. М. Справочник по материалам, применяемым в производстве обуви и кожгалантереи / К. М. Зурабян [и др.] – Москва: Изд-во Shoe-Icons, 2004. – 210 с.

12.  И. И. Довнич Технология производства обуви. Учебник. Издательство: Академия – 288 с., 2004 г.

13.  Иванова В.Я Материаловедение изделий из кожи: Учебное пособие. Издательство Инфра-М. – 2008. – 208 с.

14.  Краснов Б.Я. Материаловедение обувного и кожгалантерейного производства. Учебник для начального профессионального образования. Издательство: Высшая школа. – 2005. – 326 с.

15.  Коваленко П. И. Технология изготовления обуви. Издательство «Феникс» - 2000 г.- 320 с.;

16.  Практикум по конструированию изделий из кожи / Ключникова В.М, Кочсхкова Т.О., Калита А.Н. - И.: Легпромбытиздат, 1985.- 336с.

17.  Сивек, П. Методы исследований и оценки потребительских свойств материалов для верха обуви / П. Сивек, Ч. Кравецки // “Przegląd Skórzany”. – 1980. – № 12. – C. 333 – 334.

18.  Справочник обувщика (Технология)/Михеева Е. Я-, Мореходов Г. А., Швецова Т. П. и др. — М.: Легпромбытиздат, 1989. — 416 с

19.  Чечеткина Н.М., Путилина Т.Н., Горбунова В.В. Товарная экспертиза. Серия «Учебники и учебные пособия». – Ростов-на-Дону: Феникс, 2000. – 512с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Схема деления обуви ГОСТ 23251-83

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

Детали верха обуви

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Наиболее часто применяемые швейные машины для пошива заготовок верха обуви

Класс машины	Назначение
1 Одноигольные машины
а) с плоской платформой:
330-8кл.	Для скрепления деталей заготовок верха обуви из кож и искусственных материалов двухниточным челночным беспосадочным швом.
323, 93, 3823кл.	Для сшивания деталей из юфти, кирзы, брезента и др. плотных материалов.
б) колонковые
332кл.	Для строчки канта заготовок верха обуви с одновременной обрезкой кожподкладки с поднутрением под кант.
236кл.	Для пришивания к сапогам кожаных задников и настрачивания задних наружных ремней.
в) рукавные
550кл.	Для окантовки краев деталей верха обуви тесьмой или лентой.
23-В	Строчка выпуклых и вогнутых деталей заготовок замкнутого контура из юфти.
2 Двухигольные машины:
а) с плоской платформой
430кл.	Для соединения деталей заготовок двумя параллельными строчками
1124кл.	Для вшивания застежки "молния" двумя параллельными строчками, с приспособлением для направления застежек
б) колонковые
324Мкл.	Для выполнения на заготовках обуви двух параллельных строчек с поворотом под различными углами, с одновременным отключением правой или левой иглы
1324кл.	Для скрепления деталей заготовок объемной формы двумя параллельными строчками
в) Двухигольная машина с плоской платформой и изогнутым рукавом
83кл.	Для скрепления деталей заготовок с верхом из юфти, кирзы двумя параллельными строчками
3. Швейные машины для зигзагообразной строчки
1126кл.	Для соединения встык деталей заготовки переметочным швом

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Виды швов

Рис. Виды швов: а — настрочной; 6 — тачной; в — переметочный; г — выворотный

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

 

Клей для сборки заготовки верха обуви (примеры)

9300 Монокомпонентный полиуретановый клей с хорошей клейкостью в холодном режиме и с повышенной начальной силой. Используется в основном для сборки заготовки, даже без дополнительного прострачивания. Большое открытое время позволяет упростить процесс сборки заготовки. Склеивает любые виды материалов, может использоваться также для основного крепления, если материал верха – кожа, подошва – кожа, микропористые материалы Тунит и EVA. Клей термостойкий: после высыхания выдерживает температуру до 140 гр.С без отклейки, что позволяет формовать союзку при любой температуре не опасаясь расформовки, а также использовать его в отделке салонов автомобилей (торпедо и др. нагревающиеся части).

9400 Клей для сборки заготовки. Обладает адгезией со всеми видами материалов. После высыхания создает более эластичную пленку чем 9300. Не затемняет материалы, легко наносится.

9600 Уникальный полихлоропреновый клей – абсолютно прозрачный. Предназначен для сборки заготовки – из материалов светлых, белых тонов и сетчатых материалов. Не загрязняет заготовку. Клей характеризуется хорошей клеящей способностью и продолжительным открытым временем. Создает эластичную пленку, легко наносится.

9800 Уникальные разработки полихлоропренового клея для сборки заготовки с односторонним нанесением клея. Промазывается только ОДНА СТОРОНА, другая деталь не промазывается клеем. Детали накладываются и склеиваются между собой. Допустимое время сушки 5-10 мин. Применим для нубука и сетчатых материалов. Также используется для сборки заготовки с высоким содержанием жира, но при этом промазываются обе детали заготовки.

Идеален для вклейки молнии.

Termoplast 78 Латексный клей для вклеивания задника.

[1] И. И. Довнич Технология производства обуви. Учебник. Издательство: Академия – 2004 г. С. 16-23

[2] А. А. Сабанцева, Л. И. Адигезалов, В. Е. Беденко Прогнозирование прочности ниточных соединений деталей // «Кожа и обувь» - 2003. № 3 (3)

[3] Справочник обувщика (Технология)/Михеева Е. Я-, Мореходов Г. А., Швецова Т. П. и др. — М.: Легпромбытиздат, 1989. С. 94-102

[4] И. И. Довнич Технология производства обуви. Учебник. Издательство: Академия – 288 с., 2004 г. С. 149-155