Обувь клеевого метода отличается легкостью, водо- и износостойкостью, но из-за клеевой пленки уступает по гигиеническим свойствам обуви ниточным методам крепления.
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.