МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

ЕКЕЛЬ НІНА ВІКТОРІВНА

УДК:685.34.677.11.620.17

КОМПЛЕКСНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛЬОНОВМІСНИХ ТЕКСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ВЗУТТЯ

Спеціальність: 05.02.01 Матеріалознавство

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ — 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському державному університеті технологій та дизайну

Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:– доктор технічних наук, професор

Коновал Віктор Павлович , Київський державний

університет технологій та дизайну, завідувач кафедри

“ Конструювання та технології виробів із шкіри; Офіційні опоненти: – доктор технічних наук, професор

Чурсіна Людмила Андріївна, Херсонський державний

технічний університет, завідувач кафедри “Технології

виробництва натуральних волокон”,–

кандидат технічних наук

Омельченко Василь Дмитрович,

Київський державний науково-дослідний інститут

текстильно-галантерейної промисловості, директор

Провідна установа: – Технологічний університет Поділля ( м.Хмельницький)

Захист відбудеться “ 19 ” вересня 2001 р. о 10-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.03 Київського державного університету технологій та дизайну за адресою: 01011, м. Київ - 11, вул. Немировича-Данченка, 2, корпус 1 (зал засідань).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського державного університету технологій та дизайну .

Автореферат розісланий 17 серпня 2001року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

професор Журавський В.А.

1

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В загальному обсязі споживання різних матеріалів для виробництва взуття 30% становлять текстильні матеріали. Тканина дедалі більше стає неохідним матеріалом виробництва взуття. Це відкриває великі можливості для розширення сировинної бази взуттєвої промисловості та асотртименту взуття.

За останні роки асортимент текстильних взуттєвих матеріалів значно відновився за рахунок використання хімічних та синтетичних волокон. З натуральних волокон для їх виробництва взуття застосовується головним чином бавовняне.

Річний обсяг споживання взуттєвих тканин складає біля 10500 тис. м2. На сьогоднішній день потреба у взуттєвих тканинах не задовольняється вітчизняною текстильною промисловістю внаслідок припинення планового постачання бавовни з республік колишнього СРСР та обмеженого асортименту хімічних волокон

Важкий економічний стан вітчизняної легкої промисловості, викликаний головним чином нестачею сировини змушує спеціалістів досліджувати можливості виробництва і розширення асортименту взуттєвих тканин на основі вітчизняної сировини — льоноволокна.

Наявний асортимент взуттєвих тканин з льоноволокна ще дуже обмежений. Однак лляне волокно, маючи такі природні властивості як бактерицидність і високу гігроскопічність, може широко використовуватись для виробництва взуттєвих матеріалів і замінити імпортну - бавовну.

Існують іноземні та вітчизняні технології переробки льоноволокна, які дають можливість створювати принципово нові текстильні матеріали із нетрадиційних сумішей двох-трьох компонентів різних волокон. Застосування нових матеріалів потребує, в першу чергу, дослідження їх властивостей та вивчення експлуатаційних показників якості.

Таких досліджень ще дуже мало, а тому комплексне вивчення властивостей льоновмісних текстильних матеріалів з метою створення нового асортименту взуття, є актуальним питанням у сучасних умовах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до завдань Державної програми розвитку легкої промисловості України на період 2000-2005 р.р. та держрозрахункової теми ДБ-012 “ Розробка теоретичних основ технологічних процесів виготовлення взуття спеціального призначення з використанням матеріалів вітчизняного виробництва”.

Мета і задачі досліджень. Головна мета досліджень полягає у розробці асортименту взуття з використанням льоновмісних текстильних матеріалів та визначенні залежностей між властивостями взуття та матеріалів.

2

Для досягнення поставленої мети в програму досліджень входило вирішення таких основних завдань:

·

льоноволокна;

·

комплексне дослідження їх властивостей ;

·

споживацькою якістю взуття;

·

- здійснення виробничої перевірки одержаних результатів.

Об'єкт дослідження – льоновмісні текстильні матеріали, призначені для виробництва взуття.

Предмет дослідження – комплексне дослідження властивостей льоновмісних текстильних матеріалів для взуття.

Методи дослідження. Задачі, поставлені в роботі , вирішені шляхом використання теоретичних та експериментальних методів. Проводилися експериментальні дослідження з оптимізації технологічних параметрів виробництва багатошарових взуттєвих матеріалів та визначення впливу властивостей кожного шару на показники якості взуття. Комплексні дослідження властивостей льоновмісних матеріалів та взуття здійснювались інструментальними методами, відповідно до чинних стандартів та розроблених здобувачем методів.

Результати експериментів оброблялись за допомогою методів математичної статистики з використанням кореляційно-регресійного аналізу та комп'ютера сумісного з IBM РС/АТ. Достовірність експлуатаційних показників якості взуття з льоновмісних матеріалів підтверджена дослідним носінням його та експертною оцінкою.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому , що :

·

– встановлені закономірності впливу фізико-механічних властивостей

текстильних матеріалів на якість взуття та запропонована комплексна

оцінка комфортності останнього ;

– розроблено метод визначення бактерицидної дії льоновмісних матеріалів;

– визначено дію на текстильні льоновмісні взуттєві матеріали різних

агресивних середовищ , зокрема ? та ? - випромінювання , поту ;–

розроблено метод оцінки радіаційного впливу (? та ? - випромінювання)

на фізико-механічні властивості льоновмісних текстильних матеріалів ;

3

Практичне значення отриманих результатів:

·

підвищення якості матеріалів і продуктивності праці;

·

розширити сировинну базу взуттєвої галузі;

·

тканина) значно знижує собівартість продукції;

·

забезпечує оптимізацію їх асортименту та проектування взуття з їх

використанням.

Результати дослідження пройшли апробацію в Інституті органічної хімії НАН України, Інституті мікробіології НАН України , лабораторії сертифікаційних випробувань УкрЦСМ. Виробничі випробування розробленого асортименту льоновмісних текстильних матеріалів проведено на Київському КП “ КІСПО”, ТОВ “ БВЛ-3С” та АТВТ Київський завод гумових та латексних виробів. Економічний ефект від впровадження чоловічих напівчеревиків з комбінованим верхом (шкіра + тканина) становить 13,9 тис.грн. на 1000 пар. Випущена дослідна партія багатошарових та льоновмісних взуттєвих матеріалів та партія взуття. Здійснено дослідне носіння взуття.

Результати практичних досліджень підтверджені актами виробничих перевірок.

Особистий внесок здобувача полягає в обгрунтуванні мети дослідження, критичному вивченні науково-технічної інформації, проведенні експериментальних і лабораторних досліджень, розробці структури багатошарових текстильних взуттєвих матеріалів, відпрацюванні рекомендацій з асортименту льоновмісних взуттєвих матеріалів і взуття. За безпосередньою участю автора розроблено ряд методів в тому числі, визначення бактерицидних властивостей льоновмісних матеріалів, впливу на них ? і ? випромінювань. Автору належать основні ідеї по винаходу.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались, обговорювались та одержали позитивну оцінку на:–

науково-технічній конференції молодих вчених та студентів ДАЛПУ, 1998р.;–

першому північному міжнародному симпозіумі по переробці льону і конопель, м.Тампере (Фінляндія),1998 р.;–

міжнародній науково- практичній конференції “Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества“. Материаловедение, Черкизово, 1999р.;–

засіданні кафедри конструювання та технології виробів із шкіри КДУТД, 2001р.;–

міжкафедральному засіданні в Київському державному університеті технологій та дизайну, 2001р.

Публікації. Список опублікованих праць за темою дисертації включає 7

найменувань, серед яких : 5 – статей у наукових журналах, 1 – у матеріалах конференцій, 1 – патент України .

4

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, загальних висновків, списку літератури та додатків.

Дисертаційна робота викладена на 146 сторінках машинописного тексту, містить 28 рисунків, 35 таблиць, 102 найменування літературних джерел та 45 сторінок додатків. Загальний обсяг дисертації становить 191 сторінку.

Основний зміст роботи

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертаційної роботи , сформу-

льована мета та завдання дослідження, розкриті наукова новизна та практичне значення одержаних результатів, представлена загальна характеристика роботи.

Першій розділ присвячено критичному огляду викладених в літературі досліджень щодо використання текстильних матеріалів у взуттєвій промисловості. Показано що, майже 30% всіх матеріалів, що використовуються у виробництві взуття, є текстильними. Вони застосовуються для виробництва верху взуття, підкладки, міжпідкладки. Основна маса матеріалів виробляється з використанням синтетичних ниток, що погіршує гігієнічні властивості взуття. З натуральних волокон найбільше застосування отримали бавовняні та вовняні. Льоновмісні матеріали для виробництва взуття досі практично не використовуються. Аналіз фізико-механічних властивостей льоноволокна свідчить про те, що воно може бути рівноцінною заміною бавовни. Слід відзначити переваги льоноволокна і, в першу чергу, унікальну природну властивість – бактерицидну дію. Таким чином, льоноволокно може стати цінним компонентом взуттєвих матеріалів і дасть можливість для створення принципово нового асортименту лікувально-профілактичного, спортивного, професійного та іншого.

Аналіз літературних джерел по темі дисертації показав, що:

– асортимент льоновмісних взуттєвих матеріалів досі відсутній;

– не проводились наукові дослідження дії на матеріали процесів виготовлення

та експлуатації взуття;–

відсутні методи оцінки бактерицидних властивостей лляних матеріалів;

– комплексні дослідження властивостей льоновмісних текстильних матеріалів

не проводились.

На основі аналізу літературних джерел та тенденцій розвитку взуттєвої промисловості визначені завдання дослідження, виконання яких дозволить створити наукові основи для проектування та розробки моделей взуття з льоновмісних текстильних матеріалів.

В другому розділі наведена загальна методика та основні методи дослідження.

Фізико-механічні властивості льоновмісних матеріалів та взуття визначили згідно з чинними державними стандартами.

В процесі дослідження властивостей льоновмісних матеріалів розроблено метод визначення впливу радіаційних випромінювань ( a і g - променів) на їх механічні показники. Для вивчення необоротних радіаційних змін і механізму

5

радіаційно-хімічних процесів та, з метою їх запобігання розроблено метод мікроскопічного аналізу структури текстильних матеріалів. Дослідження гігієнічних властивостей взуттєвих матеріалів проводили з використанням санітарно-хімічних випробувань та вивченням складу і кількості мігруючих у навколишнє середовище речовин; токсичних випробувань; здійснювали фізіолого-гігієнічну оцінку готових моделей взуття.

Для визначення показників з наведених напрямків застосовувались “Общие методические указания к токсико-гигиенической оценке полимерных материалов и изделий на их основе” М., 1987 г. и СанПин №42-123- 4240-86 та методика визначення мігруючих у навколишнє середовище речовин, розроблена Інститутом органічної хімії НАН України. Фізіолого-гігієнічна оцінка взуття виконана за показниками: “ наявність запаху”, “стан носіїв взуття в процесі експлуатації” з використанням методу дослідного носіння Н.Н.Черникова та органолептично. Визначено що, найефективнішею є комплексна оцінка гігієнічних властивостей взуттєвих матеріалів. Це особливо важливо для багатошарових систем. Запропонована формула комплексного показника гігієнічності матеріалів :

КПГ= 0,33 (ПБ+БГ+ПГ) , (1)

де П – паропроникність, мг/см2 ·год;

Г – гігроскопічність(вологопоглинання), %;

Б – бактерицидність, % .

Паропроникність та вологопоглинання матеріалів визначали згідно з чинними стандартами. Оцінку бактерицидності текстильних матеріалів проводили відповідно до методу, розробленого автором спільно з інститутом мікробіології НАН України під керівництвом проф.Гвоздяка Р.І. Сутність методу полягає у встановленні антибактеріальних властивостей природних текстильних матеріалів та рівня їх зношування під впливом руйнівної дії бакерій. Особливо це важливо при експлуатації взуття в зонах підвищеної вологості, де створюється сприятливе середовище для розвитку бактерій. Основним показником антибактеріальної дії прийнято”кількість колоній, що виросли на 1 г тканини”.

Однією з умов комфортності взуття є вологопровідність деталей, що забезпечують до 50% зняття з поверхні ступні вологопотовиділення. Вплив поту на показники якості текстильних матеріалів визначали за методом в основу якого покладено існуючий метод випробувань стійкості забарвлення до дії поту, ГОСТ 9733.6-83.

У третьому розділі наведено дослідження щодо розробки асортименту льоновмісних текстильних матеріалів та взуття з їх використанням. Розроблено асортимент матеріалів для верху, підкладки та міжпідкладки взуття. Матеріали вироблялися за різними технологічними системами виробництва

( ткацтво, трикотажне та неткане виробництво) та характеризуються широким

діапазоном за сировинним складом. Вперше здійснена розробка асортименту

взуттєвих багатошарових матеріалів, основу яких складають льоновмісні

6

текстильні матеріали. Оптимальним варіантом багатошарового текстильного

матеріалу є корисна модель (патент України 786 А 7 А 43 В 23/2 ). Структура корисної моделі має три шари: зовнішній шар матеріалу – трикотажне полотно, виготовлене з суміші бавовняних та лляних ниток (50:50), комбінованим переплетенням ( типу вельвет), середній шар – чистолляне трикотажне полотно комбінованого переплетення, підкладковий шар – чистолянне неткане иткопрошивне полотно (байка) з однобічним ворсуванням. На рисунку 1 наведена аксонометрична проекція корисної моделі.

Рис.1 Корисна модель тришарового взуттєвого матеріалу

Перший шар – трикотажне бавовно-лляне полотно, товщиною 1,0-1,4 мм, другий шар – трикотажне лляне полотно, товщиною 0,4-0,6 мм, третій шар – неткане лляне полотно, товщиною 1,8-2,0 мм

З'єднання шарів здійснюється зв'язуючими на основі водяних дисперсій полімерів точковим методом на поверхневому рівні відповідно до режиму дублювання, розробленого автором. Виробничу перевірку режим дублювання пройшов на Київському заводі гумових та латексних виробів та КВТП “Київ”. З нових текстильних матеріалів на КП “КІСПО” та ТОВ”БВЛ-3С” були виготовлені наступні види взуття : напівчеревики чоловічі весняно – літнього сезону, жіночі напівчеревики для прогулянок, спортивні тренувальні напівчеревики для ігрових залів, лікувально-профілактичне взуття .

Всі моделі взуття отримали позитивну виробничу оцінку. Якість чоловічих напівчеревиків підтверждена випробуваннями, проведеними лабораторією центру сертифікації продукції легкої промисловості УкрЦСМ.

7

З метою визначення експлуатаційних властивостей розроблених моделей взуття проведено дослідне носіння. За результатами випробувань встановлено що: температура повітря усередені взуття становить 28-32 ОС, відносна вологість повітря – 55-60%, що свідчить про комфортність взуття. Моделі взуття, що пройшли до 50% встановленого чинними державними стандартами терміну використання мали добрий зовнішній вигляд та якість.

Аналіз чинної нормативної документації з визначенням номенклатури показників якості повсякденного та іншого взуття виявив, що зміни в асортименті взуттєвих матеріалів потребують її уточнення. Для нових багатошарових матеріалів, які використовуються з іншими матеріалами ( нату -

ральною або штучною шкірами) необхідні нові показники оцінки якості. З урахуванням цього пропонується класифікацію показників якості умовно розділити на чотири групи: “ Показники призначення”, “Технологічні”, “ Комфортності”, “ Естетичні”. Залежно від призначення взуття, показники поділяються на “ обов'язкові” та “рекомендовані”.

Четвертий розділ присвячено встановленню залежностей між властивостями текстильних матеріалів та взуттям. Дослідження проводились з метою виявлення як позитивних, так і негативних властивостей льоновмісних матеріалів для правильного вибору умов їх переробки. Одними з основних показників технологічності матеріалів є “ розривне навантаження” та “ подовження”. Для їх забезпечення пропонується при виготовленні текстильних матеріалів оптимальне співвідношення лляних, бавовняних та синтетичних волокон і ниток. Найефективнішим є співвідношення волокон для матеріалів верху: лляних – 50 %, бавовняних – 30 %, синтетичних –20% та 100 % чистолляних для підкладки.

Визначення температурного впливу на показники якості льоновмісних матеріалів при формуванні взуття розглядали в діапазоні від + 80 о С до +180 оС, а вплив “знакозмінних” температур в діапазоні від – 5 оС до +130 о С. Факторами варіювання були вибрані: х1 – вид матеріалу, х2 – температура нагріву, х3 – температура охолодження, х4 – час охолодження.

Математичний опис процесу впливу знакозмінних температур на показники “ розривне навантаження” – у 1, “ залишкова деформація” – у 2 , представлений такими рівняннями:

у1 = 27,68 + 0,979х2 + 1,375х1х3 + 1,25х2х3 + 2,2х12+ 1,45х22 (2)

у2=10,224+0,343х2х3–0,577х12+0,772х42 (3)

Аналіз математичних рівнянь свідчить про те, що температура (х2) є значущим фактором впливу на міцність матеріалу, тобто знижує цей показник, але в розглянутому діапазоні це значення несуттєве, для релаксаційних процесів значущими є температура нагріву (х2) та температура охолодження (х3) при сумісному впливі.

Для оцінки процесів, що відбуваються у взуттєвих матеріалах під час переробки та експлуатації важливим є встановлення залежності деформаційних властивостей від прикладених навантажень. Вихідними параметрами в експерименті були у3,у5 – частка пружної деформації багатошарових матеріалів,

8

у4,у6- частка залишкової деформації, фактори варіювання: х1 – зажимна довжина, х2 – попереднє навантаження, х3 – загальна маса грузу. Математична

обробка результатів та графічна інтерпретація залежностей ( рис.2,3) дозволили оцінити деформаційні процеси матеріалів, спричинені механічними навантаженнями.

у3 = 0,386 – 2,442х1 + 2,44 х2 + 5.191 х3 (4)

у5=0,13–0,161х3+5,509х22+0,269х32 (5)

у4 = 0,140 – 1,512х3 +0,015 х2х3+ 1,865х22 +1865х32 (6)

у6=0,105+2,252х3–0,021х2х3 (7)

З приведених рівнянь можна зробити висновок про найбільший вплив загального навантаження (х3) на релаксацію деформації і безпосередньо пружну та залишкову її частини, а також структури матеріалу.

.

Рис.2 Залежність пружної деформації тришарового взуттєвого матеріалу від механічного навантаження

9

Рис.3 Залежність залишкової деформації тришарового взуттєвого матеріалу від механічного навантаження.

Розроблений асортимент багатошарових матеріалів має стабільні структури, які забезпечують формостійкі властивості взуття.

Взуття, як будь-який окремий промисловий виріб, призначений для використання людиною, повинно мати відповідний комплекс властивостей, які регулюються в залежності від його застосування. Матеріали, що використовуються у виробництві взуття, в першу чергу повинні забезпечити його комфортність. Комфортність взуття характеризується його здатністю

10

підтримувати температуру стопи в нормальному діапазоні та забезпечити своєчасну сорбцію і видалення вологопотовиділення. Однією з умов комфортності взуття є рівновага між вологопотовиділенням ступнею та кількіс-

тю вологи, адсорбованої деталями і відведеною в навколишнє середовище. Рівновага описується наступною формулою:

Пс=S(аПпз+вВпз)+Пст+Пу, (8)

де Пс – потовиділення ступнею, мг/год;

S – площа поверхні стопи , прилягаюча до взуття , см2;

Ппз – паропроникність заготівки верху взуття, мг ?см2*год ;

Впз – вологопоглинання заготівки , мг?см2*год ;

Пст – кількість вологи, відсорбованої вкладною устілкою, мг? год ;

Пу – кількість вологи, видаленої через зазори біля верхнього канту, мг ;

а,в – коефіцієнти, які враховують зміни паропроникності та вологопогли-

нання заготівок в умовах експлуатації взуття у порівнянні з одержаними

результатами лабораторних випробувань окремих матеріалів і їх пакетів.

З урахуванням останніх вимог гігієни виробів і в тому числі взуття, були проведені дослідження нових моделей взуття за напрямками :

·

вище речовин та факторів, які впливають на процес міграції;

·

Дані випробувань на екологічну чисоту багатошарових взуттєвих матеріалів , виготовлених за різними технологіями дублювання наведені в табл.1. Дублювання багатошарових матеріалів проводили за двома технологічними режимами, які відрізняються способом з'єднання шарів. При цьому важливою є оцінка показника “ міцність з'єднання шарів” . Результати дослідження вказують на ефективність методу дублювання водяною дисперсією полівінілацетату (ПВА). Здобувачем розроблено технологічний режим дублювання льоновмісних матеріалів водяною дисперсією ПВА точковим методом, з'єднання шарів проходить на поверхневому рівні.

Таблиця 1

Випробування льоновмісних взуттєвих матеріалів на екологічну чистоту

Назва матеріалів С,сер., % Н, сер., % Сухий залишок,%

1 Багатошаровий матеріал дубльо- ваний водяною емульсією ПВА 52,88 6,6 До 1

22 Багатошаровий матеріал дубльо- ваний вогневим методом ( (газополуменевим) 46,64 6,99 4,87

11

Випробування показали, що матеріали практично не мають сухого залишку, що свідчить про їх екологічну чистоту.

Дію поту на експлуатаційні властивості і безпосередньо показник “ стійкість до тертя” визначили як на багатошарові, так і одношарові льоновмісні матеріали. Експеримент проводили за двома факторами: х1 – об'єм поту ( на 1 г тканини 50 г розчину) , х2 – період дії пропитки. Графічна інтерпретація результатів експерименту представлена на рис.4.

Рис.4 Вплив кількості поту на “ стійкість до тертя “ взуття з льоновмісних матеріалів.

Лінія 1– багатошаровий матеріал ( зовнішній шар – трикотаж)

Лінія 2 – багатошаровий матеріал ( зовнішній шар – тканина)

Лінія 3 – тканина лляна ( типу парусина)

Лінія 4 – неткане лляне полотно ( байка)

Лінії свідчать про дискомфортний стан носіїв взуття при експлуатації в результаті низької вентиляційної здатності, обумовленої виділенням поту. При цьому спостерігається зниження показників міцності та повітропроникності на 50%. Зниження потовиділення можливе при покращені внутрішньовзуттєвого простору, за рахунок пористості матеріалів.

12

Комплексне дослідження взуттєвих матеріалів проводили за показниками паропроникності, гігроскопічності, бактерицидності та їх сумісним впливом на комфортність взуття ( показник комфортності КПГ).

Для встановлення залежності між показниками взуттєвих матеріалів і якістю взуття проведено експеримент, математична обробка якого дозволила встановити вплив товщини компонентів, багатошарового матеріалу ( х1,х2,х3) та структури на гігроскопічність (у8) і повітропроникність (у9)

у8= 13,93- 0,5 х2х3 +0,72 х12 (9)

у9 = 30,548 –1,370 х1 –0,558 х2 –1,071х2 –1,437х2х3 –0,856 х12–1,809х22–1,294 х32

(10)

Математичне рівняння свідчить,що гігроскопічність багатошарового матеріалу не залежить від товщини компонентів. Значущим є гігроскопічність використаного волокна – льону.

Результати досліджень підтверджують залежність повітропроникності багатошарового матеріалу від товщини компонентів та їх структури.

Показник “бактерицидність”, як складову оцінки комфортності визначали за методом, розробленим автором. Дослідження антибактеріальної дії взуттєвих льоновмісних матеріалів проводили на умовно-патогенних для людини бактеріях , при цьому визначались стерильні зони, відсутність росту чи зони пригнічення бактерій, тобто бактерицидна чи бактеріостатична дія.

Проведені досліди з тест-культурами бактерій вказують на високі адсорбційні властивості льоновмісних взуттєвих матеріалів. Якщо в контрольному зразку кількість бактерій дорівнювала 106,то в рідині над тканиною їх було в декілька разів менше ( табл. 2 ).

Таблиця 2

Здатність тканин до адсорбції клітин Р. acruginosis

Тест- культура Кількість колоній утворюючих одиниць, клітин

1 2 3 4 5 6 7 8 Конроль

Е.carolovora 8982 33 114 39 102 308 480 285 250 2040

% до контролю 1,6 5,6 1,9 5,0 15,0 23,5 19,0 12,3 100

Що стосується бактерицидності льоновмісних матеріалів, то вона з'являється у вигляді тонкого обідка навколо тканини і не дає підстави для віднесення їх до матеріалів з бактерицидними властивостями.

Відомі випадки, коли антимікробні речовини нерозчинні у воді і методом дифузії у агарі не виявляються. Тому антибактеріальні дії матеріалів вивчали в рідкому середовищі– м'ясопептонному бульйоні (МПБ).

13

Таблиця 3

Результати дослідження впливу на розвиток бактерій стерильних тканин у МПБ

Варіант досліду Розвиток тест-культур у МПБ з тканиною* Контр без ткани

Варіанти тканин

Тест-культура Інкубація протягом часу 1 2 3 4 5 6 7 8

C. michiganensis 13a 18 — — — — — — — — +

72 # # # # # # # + #

E. carolovora 8982 18 — — — — — — — — #

72 # # # # # # # # #

* Примітка: "–" — відсутність видимого росту бактерій;

"#", "+"— інтенсивність росту бактерій

Дані табл.3 свідчать, що через 18 годин тільки в контрольному зразку спостерігається розвиток бактерій, в той же час в усіх варіантах льоновмісних тканин тест — культури не розвивалися. Через три доби в усіх варіантах спостерігається розвиток бактерій. Дані дослідження підтвердили результати, отримані на твердому середовищі м'ясопептонному агарі (МПА), тобто льоновмісні матеріали мають бактеріостатичну дію на умовно-патогенні для людини бактерії. Таким чином, використання льоновмісних матеріалів у виробництві взуття створить комфортні умови в процесі його експлуатації. Проведені дослідження дали підставу для рекомендації використання льоновмісних матеріалів у спецвзутті.

В роботі вивчався вплив ? і ? – променів на експлуатаційні властивості льоновмісних матеріалів. Оскільки спецвзуття використовується в різних виробничих умовах, то виникла необхідність вивчення впливу агресивних середовищ на якість льоновмісних багатошарових матеріалів. Питання про дію на текстильні матеріали різних видів радіаційних випромінювань (?, г, в) – ?роменів вивчено далеко недостатньо. В більшості праць розглядався вплив випромінювання на механічні властивості ниток.

Дослідження впливу радіаційного випромінювання проводились згідно з методом, розробленим автором. Факторами варіювання вибрані: х1 –доза випромінювання, х2 – період дії випромінювання . Вихідним параметром був показник “ стійкість матеріалів до стирання” – у10. Встановлено, що ? - випромінюваняя суттєво не впливає на зміну властивостей матеріалів, що досліджуються. Малопроникаючі ? – випромінювання затримуються текстильними матеріалами, їх проникнення залежить від щільності матеріалу чим щільність більша, тим вища непроникність ? – променів.

В той же час всі інші випромінювання, особливо ? – промені якщо їх доза достатньо велика, руйнують більшість текстильних матеріалів. На рис. 5,6,7,8 наведені мікроскопічні дослідження впливу ? - променів на структуру багатошарового взуттєвого матеріалу.

Аналіз результатів досліджень свідчить про суттєве руйнування структури матеріалу під впливом ? – променів. Показник “число циклів тертя” знижується на 50-60 %, а показники міцності на 25-30 %. Значущими є фактори доза та період дії випромінювання.

П'ятий розділ. З метою вивчення експлуатаційних властивостей розроблених моделей взуття проведено їх дослідне носіння. Результати спостережень за зміною якості взуття оброблялися з використанням експертного методу Н.Н.Черникова. Оцінку гігієнічних властивостей нових видів взуття проводили за параметрами:–

внутрішньовзуттєвий мікроклімат–

паропроникність верху взуття–

вологопоглинаня матеріалу підкладки.

Показники внутрішньовзуттєвого простору наведені в табл. 4

Таблиця 4

Показники комфортності моделей взуття з льоновмісних текстильних матеріалів

Показники Одиниці вимірювання Вид взуття

Напівчереви-ки чоловічі Спортивне

Паропроникність матеріала верху, / Ппв/ мг/см2 · год 13,40 18,70

Вологопоглинання матеріала підкладки, /Впп / мг/см2 · год 2,35 2,30

Сорбція вологи за 8 годин:

Панчохою бавовняною, г 1,20 1,80

Вкладною устілкою, мг/см2 · год 0,75 0,78

Відносна вологість повітря усередені взуття, % 60 55

Температура повітря усередені взуття °С 22-24 23-25

Необхідно зазначити, що при збільшенні паропроникності верху взуття зменшується вологість і мікроклімат внутрішньовзуттєвого простору покращується. Для порівняння аналогічне взуття з натуральної шкіри має відносну внутрішню вологість в межах 70-80%, при цьому слід зазначити, що вологість вище 75% спричиняє дискомфорт носіїв взуття. Всі розроблені моделі взуття до 50% зношування зберігають досить високу якість.

17

ВИСНОВКИ

1. На основі аналізу вітчизняної та зарубіжної літератури встановлено, що у взуттєвій галузі промисловості практично не використовуються льоновмісні текстильні матеріали. Відсутні наукові праці щодо дослідження їх властивостей і впливу на комфортність взуття.

2. Розроблено нові методи визначення бактерицидної дії льоновмісних матеріалів та радіаційного впливу на експлуатаційні показники взуття. Запропонована формула визначення комплексного показника гігієнічності матеріалів.

3. Розроблено асортимент одношарових та багатошарових льоновмісних текстильних матеріалів для взуття . Науково обгрунтований підхід до вибору компонентів багатошарових матеріалів з урахуванням функціонального призначення.

4. Теоретично обгрунтовано структуру та спосіб виготовлення багатошарових матеріалів ( патент України 786 UA 7А 43В 23/02). Технологічність матеріалів підтверджена виробничими випробуваннями при виготовленні взуття на підприємствах галузі.

5. На основі математичних моделей проведені дослідження фізико-механічних

та гігієнічних властивостей нових взуттєвих матеріалів. Встановлено, що

застосування льоноволокна підвищує гігієнічні властивості і, в першу чергу,

показники “паропроникність” до 9,0 мг/см2х г та “повітропроникність” до

203 дм3/м2 х хв. Основні показники якості багатошарових матеріалів

відповідають стандартним вимогам: “розривне навантаження по основі”

складає 1200 Н ( при нормі 500 Н), по утоку 280 Н ( при нормі 200Н);

“розривне подовження” ? 34 – 40% ( при нормі не нижче 30%). Дослідження

впливу різних механічних дій на взуттєві матеріали, дозволили зробити

висновок про їх формостійкість. Середня виносливість при багаторазовому

згині багатошарових матеріалів становить 18– 34 тис. циклів.

6. Розроблено конструкцію повсякденного чоловічого та жіночого, спортив-

ного, лікувально- профілактичного взуття з використанням нових льоно-

вмісних матеріалів. Нові моделі взуття пройшли виробничий іспит і отри-

мали позитивну оцінку . Якість чоловічих напівчеревиків підтверджена

випробуваннями, проведеними лабораторією центру сертифікації продукції

легкої промисловості УкрЦСМ.

7. Запропоновано номенклатуру показників якості текстильного взуття, умовно

класифіковану за групами :” Показники призначення”, “ Показники техно-

логічності”, “ Комфортність”, “ Естетичні показники”. В залежності від

призначення взуття показники діляться на обов'язкові та рекомендовані.

8. Комплексними дослідженнями комфортності взуття встановлено що,

внутрішньовзуттєвий мікроклімат розроблених моделей характеризується

високими показниками: температура повітря усередені взуття складає 22-24

оС, відносна вологість повітря – 50-60%.

18

9. Дослідження впливу радіоактивного випромінювання на текстильні

матеріали свідчать, що:

·

матеріалів, а вони всою чергу не перешкоджують їх проникненю,

·

менша проникність променів.

Таким чином льоновмісні матеріали більш раціональніше використовувати у зонах з ? – випромінюванням.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Н.В.Екель, Г.І.Доценко. Нові льоновмісні текстильні матеріали для взуття.

// Легка промисловість. – 1998. – №2. – С. 12.

2. Н.В. Экель Высокогигиенические льносодержащие текстильные материалы для обуви // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины . – 1999. – №2. – С.57–58.

3. Екель Н.В., Коновал В.П. Дослідження впливу дії температури на деформаційні властивості багатошарового текстильного матеріалу взуттєвого призначення // Вісник Державної академії легкої промисловості України. – 2000. – №1. – С. 132 – 135.

4. Н.В.Екель,О.В. Дашковська. Дослідження фізико-хімічних показників нових льономістких взуттєвих матеріалів // Вісник Державної академії легкої промисловості України. – 2000. – №2. – С.238– 240.

5. Н.В. Екель, О.В.Дашковська, Р.І.Гвоздяк. Антимікробні та адсорбційні

властивості льономістких текстильних матеріалів взуттєвого призначення

// Вісник технологічного університету Поділля. – 2001. – №1.– С.95 – 97.

6. Пат. 2000063464 України на корисну модель,786 7 А43В 23/02.

Багатошаровий матеріал для верху взуття. / Екель Н.В.; Заявлено 13.06.2000; Опубл.15.03.2001; Бюл.№2.

7. В.И.Синельникова, Н.В.Екель, Н.И.Бендик. Текстильные материалы из нового вида льняной эластомерной пряжи // Тезисы докладов международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы создания использования новых материалов и оценки их качества". – Черкизово. – 1999. – С. 19– 21.

АНОТАЦІЯ

Екель Н.В. Комплексне дослідження властивостей льоновмісних текстильних матеріалів для взуття. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.02.01 – матеріалознавство. Київський державний університет технологій та дизайну, Київ, 2001.

19

Дисертація спрямована на теоретичне та практичне обгрунтування використання льоновмісних текстильних матеріалів у взуттєвому виробництві. Розроблено асортимент льоновмісних одношарових та багатошарових текстильних взуттєвих матеріалів. Вперше розроблена корисна модель багатошарового льоновмісного текстильного матеріалу взуттєвого призначення. Проведено аналіз існуючих методів дублювання та розроблено новий технологічний режим, в основу якого покладено спосіб з'єднання шарів матеріалу водяною емульсією ПВА точковим методом. Обгрунтовано вибір асортименту взуття з використанням нових льоновмісних матеріалів та проведена експлуатаційна оцінка (дослідне носіння) розроблених моделей взуття. Розроблено класифікацію показників якості взуття з багатошарових текстильних матеріалів.

Для оцінки гігієнічних властивостей взуття з льоновмісних текстильних матеріалів розроблені методи визначення: бактерицидної дії матеріалів, впливу поту на експлуатаційні показники взуття.

Для оцінки комфортності взуття пропонується проводити за комплексним показником, згідно з розробленою здобувачем формулою.

Встановлено вплив радіаційного випромінювання на характеристики міцності льоновмісних взуттєвих матеріалів.

Економічний ефект від впровадження напівчеревиків чоловічих з комбінованим верхом (тканина + шкіра) становить 13,9 тис. грн. на 1000 пар взуття.

Ключові слова: льоновмісні матеріали, багатошарові матеріали, корисна модель, бактерицидність, радіоактивний вплив, піт, метод дублювання, комфортність.

АННОТАЦИЯ

Экель Н.В. Комплексное исследование свойств льносодержащих текстильных материалов для обуви. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01 – материаловедение, Киевский государственный университет технологий и дизайна, Киев, 2001.

Диссертация направлена на теоретическое и практическое обоснование использования льносодержащих текстильных материалов в обувной промышленности. Разработан ассортимент льносодержащих однослойных и многослойных текстильных обувных материалов. Впервые разработана полезная модель многослойного льносодержащего текстильного материала обувного назначения. Проведен анализ действующих методов дублирования и разработан новый технологический режим, в основу которого положен способ соединения слоев материала водной эмульсией ПВА ( поливинилацетат) точечным методом.

Обоснован выбор ассортимента обуви с использованием новых льносодержащих материалов и проведена эксплуатационная оценка ( опытная

20

носка) разработанных моделей обуви. Установлена зависимость между свойствами льносодержащих материалов и качеством обуви. Новые виды материалов обладают хорошими формоустойчивыми свойствами, высокотехнологичны. Обувь, согласно єкспертной оценке, имеет хорошие гигиенические свойства благодаря бактериостатическому действию льноволокна, а также высокие сорбционные свойства. Все модели обуви получили положительную производственную оценку.

Новые многослойные материалы, их использование с другими материалами ( натуральной, искусственной кожей) потребовали новых показателей качества, которые условно разделены на четыре группы: " Показа-

тели назначения", " Технологические", " Комфортности", " Эстетические" и на "обязательные" и "рекомендованные".

Для оценки гигиенических свойств обуви из льносодержащих текстильных материалов разработаны методы определения: бактерицидного действия материалов, влияния пота на эксплуатационные показатели обуви.

Оценку комфортности обуви предлагается проводить по комплексному показателю, согласно формулы разработанной автором. В основу формулы положена теория гигиенических треугольников т.е. три показателя, характеризующие гигиенические свойства материала: паропроницаемость, гигроскопичность, бактерицидность.

Так как спецобувь используется в различных производственных условиях, то возникла неоходимость изучения влияния на качество льносодержащих материалов определенных сред. Среди них были выделены: влияние пота на эксплуатационные свойства, радиационные излучения.

Результаты исследований подтверждают отрицательное влияние пота на эксплуатационные свойства льносодержащих материалов. Радиационные ? – лучи не оказывают существенного влияния на показатели качества исследуемых материалов, в тоже время ? – лучи задерживаются материалами и чем больше их плотность тем выше показатель непроницаемости.

Экономический эффект от внедрения в производство полуботинок мужских с комбинированным верхом ( ткань + кожа ) составляет 13,9 тыс. гривен на 1000 пар обуви.

Ключевые слова : льносодержащие материалы, многослойные материалы, полезная модель, бактерицидность, радиоактивное влияние, пот, метод дублирования, комфортность.

SUMMARY

N.V. Ekel Complex study of properties of flax- containing textile materials for shoes. – Manuscript.

Thesis for odtaining candidate of technical sciences degree on speciality 05.02.01 – clothkeeping , Kiev State University of Technologies and Desigy, Kiev, 2001.

21

The thesis is aimed at theoretical and practical graunding of the use of flax- containing textile materials in the shoe industry. The assortment of flax- containing mono-layer and multi- layer textile materials for shose has been developed. For the

first-time, the useful model for multi-layer flax- containing textile material has been developed for the shose purpose. The analysis of existing doubling

methods has been conducted. A new technological mode has been developed that is based on the way for uniting material layers with polyvinylacetate ( PVA) by the point method.

The choice of shoe assortment has been justified on the basis of using new flax- containing material. An exploitation evaluation ( experimental application) of the developed shoe models has been implemented.

The classification of shoe guality indices for multi - layer textile materials has been elaborated. To evaluate hygienic properties of shoes of flax-containing textile materials the following definition methods have been developed:

·

· prespiration impact on exploctation indices of shoes.

It has been proposed to evaluate comfortability of shose on the basis of a complex index developed by the author. The imperet of radioactive radiation on strength characteristics of flax – containing shoe materials has been determined.

The economical effect of introdusing men shoes with combined upper layer

( fabric+ leather) is egual to 13,9 gruvnyas per 1000 pairs of shoes.

Keyword: flax – containing materials, multi-layer materials; useful model, germicidal, radioactive impact, prespiration, doubling methods, comfortability.