КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

ОБРІЗАН ВОЛОДИМИР АНАТОЛІЙОВИЧ

УДК 685.34.02

РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ СПЕЦІАЛЬНОГО ВЗУТТЯ ЛИТТЄВОГО МЕТОДУ КРІПЛЕННЯ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ НОВИХ МАТЕРІАЛІВ

Спеціальність 05.19.06 - технологія взуттєвих та шкіряних виробів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ-2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат технічних наук, професор

Олійникова Валентина Василівна,

професор кафедри конструювання та технології виробів із шкіри Київського національного

університету технологій та дизайну

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор,

заслужений працівник народної освіти України

Нестеров Владислав Петрович,

президент Української Технологічної Академії

кандидат технічних наук, доцент,

заслужений діяч науки і техніки України,

академік Української Технологічної Академії

Половников Ігор Іванович,

директор ВАТ “УкрНДІШП”

Захист відбудеться “25” жовтня 2007 р. о 10:00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.03 в Київському національному університеті технологій та дизайну (КНУТД) за адресою:

01011, Київ-11, вул. Немировича-Данченка, 2.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну за адресою:

01011, Київ-11, вул. Немировича-Данченка, 2.

Автореферат розісланий “24” вересня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

к.т.н., доцент Т.О. Полька

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення споживачами вимог до якості спеціального взуття ставить перед спеціалістами проблеми пошуку та впровадження у взуттєве виробництво нових матеріалів, ресурсозберігаючих технологій, методів підвищення експлуатаційних та естетичних показників.

Домінуючим, у вітчизняній взуттєвій промисловості при виробництві спеціального взуття, є цвяховий та клеєцвяховий метод кріплення підошви. Це обумовлено тим, що для виробництва такого взуття використовується просте обладнання, яке забезпечує високу продуктивність праці, можливість застосування дешевих синтетичних матеріалів. Однак, таке взуття має багато недоліків: велику масу, жорсткість, низькі експлуатаційні та естетичні властивості, і, як правило, не витримує термінів носіння.

В зв’язку з цим постає питання про розробку конструкції та технології, які б збільшували термін носіння, а взуття - було легким та комфортним.

В літературі, переважно закордонній, зустрічається дуже багато інформації про спеціальне взуття різних методів кріплення та виготовленого з використанням різних матеріалів, як натуральних так і синтетичних. Однак немає такого взуття, яке б було універсальним і враховувало специфіку умов виробництва вітчизняної промисловості.

Актуальність даної теми полягає в розробці теоретичних та практичних основ нової конструкції та технології виготовлення спеціального взуття з використанням сучасних матеріалів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов’язана з реалізацією комплексної програми науково-технічного розвитку галузей легкої промисловості: “Удосконалення методів проектування і технологій виготовлення одягу та взуття з метою зниження їх трудоємності та матеріалоємності, підвищення якості” та відповідає науковому напрямку досліджень Київського національного університету технологій та дизайну: “Теоретичні основи технологічних процесів виготовлення взуття із застосуванням нових матеріалів вітчизняного виробництва” (держбюджетна тематика ДБ-022).

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є розробка нової конструкції та технології виготовлення спеціального взуття, яке б захищало стопу людини від декількох небезпечних факторів, таких як вплив вологи, нафти, нафтопродуктів, кислот, а також від механічних навантажень та дії підвищеної температури.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

1. Провести обґрунтований вибір матеріалів для верху та низу, проміжних деталей, методу кріплення підошви.

2. Дослідити адгезійний зв’язок матеріалів верху та низу взуття.

3. Розробити нову конструкцію спеціального взуття та визначити нормативи ряду технологічних операцій.

4. Виготовити дослідну партію взуття та перевірити його захисні властивості.

5. Розробити технічну документацію для масового випуску взуття.

Об’єктом дослідження є процес підвищення технологічності, надійності та комфортності спеціального взуття.

Предметом дослідження є розробка конструкції та технологічного процесу виготовлення спеціального взуття з використанням нових матеріалів.

Методи та засоби дослідження. Методологічною основою даного дослідження є інформаційні матеріали в галузі медицини, хімії та взуттєвої промисловості. У роботі використовувались методи системного аналізу, рекомендовані щодо дослідження якісних характеристик матеріалу для спеціального взуття. Експерементальні дослідження проводились із застосуванням методів експертних оцінок, математичного планування і аналізу експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів:

- створена регресійна модель, яка дозволяє визначити оптимальні технологічні параметри виробництва спеціального взуття литтєвим методом і прогнозувати міцність адгезійного зв’язку між поліуретаном та натуральною шкірою;

- встановлена залежність фізико-механічних властивостей поліуретанового матеріалу для низу взуття від його складу;

- досліджені теплозахисні властивості пакету деталей низу спеціального взуття виготовленого з використанням нових матеріалів;

- визначена закономірність впливу нафти, нафтопродуктів та кислот концентрацією до 20% на поліуретанові матеріали для виробництва одно- та двошарових підошов, шкіряні матеріали різного методу дублення;

Новизна отриманих результатів підтверджується патентом на промисловий зразок.

Практичне значення отриманих результатів.

На підставі теоретичних узагальнень, результатів математичного моделювання і експериментальних досліджень визначені матеріали верху та низу для виготовлення спеціального взуття, яке захищає від комплексної дії небезпечних виробничих факторів.

· Вперше розроблена конструкція вітчизняного взуття для комплексного захисту від дії нафти, нафтопродуктів, кислот концентрацією до 20%, механічних навантажень та дії температури до +150°С.

· Проведена дослідна носка взуття на підприємствах ЗАТ “Єврокар”, ЗАТ “Дніпропетровський маслоекстраційний завод”, ТОВ “Сандора” та при проведенні рятувальних робіт в підрозділах МНС України.

· Результати роботи впроваджені у виробництво на підприємствах ТОВ “Зенкіс”, ПП “Еліта - Стиль”.

· Результати дисертації використовуються в учбовому процесі кафедри конструювання та технології виробів зі шкіри Київського національного університету технологій та дизайну.

Особистий внесок здобувача. Полягає у виборі теми, постановці і вирішенні основних теоретичних та практичних завдань, висуненню наукових пропозицій по плануванню та проведенню експерименту, обробці результатів випробувань, складанню технологічного процесу, формулюванню висновків тощо. За безпосередньою участью автора була розроблена конструкція спеціального взуття та виготовленний дослідний зразок.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідались, обговорювались і отримали позитивну оцінку на розширеному семінарі кафедри КТВШ, науково-технічних конференціях молодих вчених та викладачів КНУТД (2002-2007 р.р.), на науково-технічних конференціях Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки, на взуттєвих підприємствах ТОВ “ЗЕНКІС”, ПП “ЕЛІТА-СТИЛЬ”, СПД “СОКАЛЬСЬКИЙ”, дані випробувань матеріалів та захисних деталів були використані при розробці ДСТУ 4446:2006 “Взуття пожежника захисне. Загальні технічні умови та методи випробування.”

Публікації. Основні положення викладені у шести роботах, серед них чотири статті в фахових наукових виданнях, рекомендованих ВАК України, дві – збірниках наукових конференцій та одержано патент на промисловий зразок.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 4 розділів, висновків, списку використаної літератури (119 найменувань) та додатків. Основний текст дисертації викладено на 132 сторінках, включаючи 32 рисунків, 39 таблиць. Повний обсяг дисертації складає 163 сторінок, включаючи 30 сторінок додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформована мета і завдання досліджень, показані наукова новизна і практична значимість роботи.

В першому розділі зроблено аналіз умов праці робітників на підприємствах, де є контакт з несприятливими факторами виробництва, досліджений вплив дії нафти, нафтопродуктів, вологи та температури до +150°С на організм людини. Досліджений сучасний стан науково-дослідних практичних робіт виробництва спеціального взуття. Розглянуті основні конструкції спеціального взуття, що виробляються в Україні та закордоном. На підставі аналізу зроблено висновок про необхідність розробки вітчизняного спеціального взуття, яке б комплексно захищало стопу від дії нафти, нафтопродуктів, кислот концентрацією до 20%, вологи та температури до +150°С.

В другому розділі досліджені хімічні аспекти виробництва поліуретанових підошов для спеціального взуття. Розраховано ізоціанатний індекс реакційної суміші, що являє собою відношення групи NCO та груп ОН з врахуванням води. Визначена зміна фізико-механічних властивостей поліуретанових підошов від значення ізоціанатного індексу (табл.1).

В результаті виявлено, що найкращих фізико-механічних властивостей поліуретан набуває при значенні ізоціанатного індексу 1,05. Це пояснюється тим, що при зростанні ізоціанатного індексу до 1,05 відбувається підвищення щільності зшивання молекул і тому відбувається зростання показників фізико-механічних властивостей (міцність, твердість, відносне подовження, опір роздиранню, зносостійкість, стійкість до багаторазового згинання). При подальшому зростанні ізоціанатного індексу відбувається зменшення щільності зшивання молекул тому відбувається поступове зменшення значень показників фізико-механічних властивостей.

Таблиця 1

Зміна фізико-механічних властивостей поліуретанових підошов від значення ізоціанатного індексу

Ізоціанатний індекс | Співвідношення компонентів

Б/А | Уявна густина,

г/см3 | Умовна міцність, МПа | Відносне подовження, % | Твердість, умовні одиниці | Опір роздиранню, кН/м | Зносостійкість,

м3/ТДж | Стійкість до

багаторазового

згинання,

тис. циклів

1,00 | 100/72 | 0,58 | 4,5 | 400 | 60 | 12,8 | 0,3 | 15

1,01 | 100/71,2 | 0,58 | 6,5 | 420 | 65 | 15,7 | 0,23 | 15

1,02 | 100/70,5 | 0,58 | 6,7 | 420 | 69 | 19,7 | 0,19 | 15

1,03 | 100/69,9 | 0,58 | 8,6 | 430 | 71 | 19,9 | 0,17 | 25

1,04 | 100/69,2 | 0,58 | 8,5 | 440 | 72 | 20,4 | 0,16 | 27

1,05 | 100/68,5 | 0,58 | 9,6 | 450 | 75 | 22,2 | 0,15 | 30

1,06 | 100/67,9 | 0,58 | 7,2 | 420 | 75 | 20,8 | 0,18 | 15

1,07 | 100/67,3 | 0,58 | 6,8 | 380 | 72 | 19,4 | 0,2 | 13

1,08 | 100/66,6 | 0,58 | 6,4 | 350 | 70 | 18,7 | 0,22 | 12

Також розглянуті теоретичні аспекти адгезії натуральної шкіри та поліуретану. Виявлено, що присутні два види адгезії: молекулярна та механічна, причому молекулярна адгезія має більше значення, ніж механічна. Це зумовлене тим, що поліуретани завдяки своїй хімічній природі мають високу адгезію до шкіри. Якщо в них є вільна ізоціанатна група, то вона може взаємодіяти з будь-якою активною групою білка шкіри, що містить активний водень, наприклад аміногрупою.

Аналогічна реакція може протікати і за участю водню пептидного зв'язку. Оскільки твердіння поліуретану відбувається безпосередньо на шкірі, така взаємодія легко здійсненна.

В третьому розділі були визначені матеріали деталей верху на яких проводились дослідження на стійкість до дії нафти, нафтопродуктів, кислот концентрацією до 20%, вологи і температур до +150 0С. Для випробувань були відібрані натуральні шкіри, які традиційного використовуються для виробництва спеціального взуття (юхта хром-рослиного методу дублення, термостійка юхта) та нова гідрофобна шкіра “Водограй”.

Дослідження проводились за існуючими методиками для визначення хімічної стійкості натуральних шкір. Випробування проводились по таким показникам: межа міцності при розтяганні, напруга при появі тріщин лицьового шару, водостійкість натуральної шкіри, а також були визначені коефіцієнти хімічної стійкості цих шкір після дії нафти, бензину та сірчаної кислоти концентрацією до 20%.(рис. 1-3).

Рис. 1. Зміна межі міцності при розтяганні натуральних шкір після дії агресивних середовищ

Найкращі значення при дослідженні межі міцності при розтяганні, 10 Мпа має гідрофобна шкіра “Водограй”, коефіцієнт хімічної стійкості після дії нафти К=0,86, бензину К=0,9, сірчаної кислоти К=0,84.

Рис. 2. Напруга при появі тріщин лицьового шару, 10 МПа

Дослідження напруги при появі тріщин лицьового шару, 10 МПа виявили, що найкращі результати має гідрофобна шкіра “Водограй”, коефіцієнт хімічної стійкості після дії нафти К=0,81, бензину К=0,88, сірчаної кислоти К=0,83.

Рис. 3. Результати дослідження водостійкості шкір для виробництва

спеціального взуття

Дослідження напруги при появі тріщин лицьового шару, 10 МПа виявили, що найкращі результати має гідрофобна шкіра “Водограй”, коефіцієнт хімічної стійкості після дії нафти К=0,81, бензину К=0,88, сірчаної кислоти К=0,83.

Гідрофобна шкіра “Водограй” має також найкращу водостійкість (не менше 180 хвилин), що набагато перевищує вимоги ГОСТ 5394, ДСТУ 4446:2005, ЕN 345.

Ґрунтуючись на отриманих результатах дослідів, для деталей верху спеціального взуття вибираємо гідрофобну шкіру “Водограй”.

На наступному етапі проводили дослідження поліуретанових систем для низу взуття. Для дослідів були вибрані поліуретанові системи, які мають найкращі показники стійкості до дії нафти, нафтопродуктів, кислот концентрацією до 20% та температур до +150 0С. Це поліуретани для виробництва одношарової підошви (щільність 0,5 -0,6 кг/м3) фірм “Lim” та “Dow” та для виробництва двошарової підошви фірми “Elastogran” (щільність нижнього шару 1,1кг/м3).

Дослідження фізико-механічних показників поліуретанових систем для виробництва спеціального взуття проводились за існуючими методиками. Поліуретани досліджували за такими показниками: умовна міцність, відносне подовження до і після дії нафти, бензину та сірчаної кислоти концентрацією до 20%., зміна маси зразка після дії агресивного середовища, температура крихкості, опір стиранню при ковзанні.

Рис.4. Зміна умовної міцності поліуретану після дії агресивних середовищ

Найкращі показники має поліуретан фірми “Elastogran“. Особливо це спостерігається при дослідженні показника зміни маси зразків після дії агресивного середовища. Результати досліджень нижнього шару майже вдвічі кращі ніж у проміжного (рис. 4 – 5).

Рис. 5. Зміна маси зразків поліуретану після дії агресивного середовища

Рис. 6. Визначення температури крихкості поліуретану

Завдяки більш високій морозостійкості нижнього шару взуття виготовлене із двошаровою підошвою може експлуатуватися в більш жорстких умовах (рис.6).

Рис.7. Стійкість до стирання зразків поліуретану

Дослідження поліуретанів на стирання при ковзанні показали, що за рахунок більшої густини нижнього шару, він має майже в два рази кращу зносостійкість.

Отримані дані показали, що технологія виробництва взуття з двошаровими підошвами значно покращує захисні та ергономічні властивості готового взуття.

Розроблена математична модель визначення міцності адгезійного зв’язку поліуретана та натуральної шкіри. На міцність адгезійного зв’язку впливають наступні фактори:

х1 – вміст жируючих речовин в натуральній шкірі;

х2 – час витримки взуття в прес-формі;

х3 – ширина механічної обробки поверхні взуття.

В результаті були отримані рівняння:

в кодованому вигляді

в іменованому вигляді

(3) Визначені коефіцієнти рівняння показали, що найбільший вплив на адгезійну міцність має вплив вміст жируючих речовин в натуральній шкірі. Ширина механічної обробки поверхні взуття – другий по значенню показник, але вплив цього показника зменшується при ширині обробки 1 см.

Порівняльний аналіз деталей для захисту стопи працюючого від механічного пошкодження (ударостійкий підносок , проколозахисна пластина) показав, що нові полікарбонатні підноски та проколозахисні устілки із матеріалу Nomex мають переваги над захисними деталями виготовленими з металу.

Полікарбонатний підносок має вагу в два рази меншу ніж металевий, не намагнічується, не піддається впливу температури навколишнього середовища (не нагрівається та не охолоджується), при стисканні висота безпечного зазору, після зусилля в 15000 N, на 60% вище ніж вимагає норма EN 12568, а при ударі цей показник більший на 38% . Навіть при другому ударі деформація підноска менше допустимої норми, що було неможливим при застосуванні металевих підносків.

Проколозахисна устілка із матеріалу Nomex сприяє збільшенню гнучкості взуття та має меншу вагу, а також спрощує технологічний процес виготовлення спеціального взуття.

Дослідження теплозахисних властивостей пакету деталей низу, проводили на приладі Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки.

В практиці контактного теплообміну часто має місце вплив підвищеної температури на зовнішню поверхню підошви взуття (напівобмеженого тіла) по закону прямокутної хвилі, графік якої зображено на рис. 8.

Рис. 8. Графік функції впливу температури на поверхню напівобмеженого тіла

Функцію впливу температури на поверхню напівобмеженого тіла можна записати так:

де безрозмірна тривалість імпульсу;

Fom – безрозмірний період прямокутної хвилі;

Тоді відносна температура на поверхні устілки

Таким чином, з розрахунків видно, що наша система достатньо ефективно демпфірує коливання температури на поверхні устілки, які виникають при періодичних переміщеннях працівника по нагрітій поверхні підлоги. Значення температури на поверхні устілки не перевищує 37 ?C.

В четвертому розділі розроблена конструкція і технологія спеціального взуття, яке комплексно захищає стопу від дії нафти, нафтопродуктів, кислот концентрацією до 20%, вологи і температур до +150 0С та механічних навантажень, досліджені експлуатаційні властивості цього взуття, за результатами досліджень отримані сертифікати відповідності вимогам ГОСТ 28507, ГОСТ 12.4.137, ГОСТ 12.4.032. Проведені дослідні носки на промислових підприємствах та у підрозділах МНС при проведенні аварійно-рятувальних робіт, також проведені гігієнічні дослідження вкладних устілок з антимікробним просоченням, складена калькуляція собівартості цього взуття та проведено порівняння з цінами на аналогічне імпортне взуття, що продається в Україні.

На рисунку 9 зображена конструкція спеціального взуття, яке було розроблено

в процесі роботи над дисертаційною роботою.

Рис. 9. Спеціальне взуття розробленої конструкції

Розроблена конструкція має такі переваги:

1. Відсутність наскрізних швів, що виключає можливість потрапляння води у взуття через шви.

2. Використання задника з 2-стороннім клейовим покриттям, яке герметизує ниткове з’єднання подовженої союзки та заднього зовнішнього ременя.

3. Наявність амортизаторів.

4. Задній зовнішній ремінь, який захищає амортизатори від розтягнення та підвищує формостійкість.

5. Глухий клапан.

6. Пристрій для швидкого знімання взуття з ноги.

7. Підошва має напливи в носку та в п’ятці, які мають захисне значення.

При проведенні досліджень вкладних устілок з антимікробним просоченням встановлено, що ці устілки не викликають алергічних реакцій, шкірно-дратуючу дію, зовнішні зміни шкіри, також зникає неприємний запах в середині взуття, зменшується пітливість ніг. Дані ефекти проявлялись через тиждень після початку дослідження. Найбільш виражена їх дія проявлялась протягом першого місяця після початку експлуатації.

При дослідженні використовували мікробіологічні, клінічні, фізико-гігієнічні методи досліджень та спостережень в експериментальних натуральних умовах.

Дослідження впливу бактерій на гігієнічні властивості устілок проводились в експериментальних умовах з використанням тест-культур: золотистий стафілокок- штам 209, іпедермальний стафілокок- штам-3, кишкова палочка- штам-М17.

Вивчення антибактеріальних властивостей матеріалу з просоченням показало, що при використанні робочого розчину з 109 мікробних тіл в 1 мл, після 3 годин витримки, зона затримки росту складала 12-14 мм для золотистого стафілококу та іпедермального стафілококу, а для кишкової палочки - 10,5 мм.

В результаті проведених досліджень зроблені висновки, що дані лабораторних дослідження співпадають з даними дослідного носіння взуття і вкладні устілки з антибактеріальним просоченням можуть бути рекомендовані для використання у різних видах взуття.

Після розробки конструкції спеціального взуття були проведені сертифікаційні випробування. Данні випробувань взуття на відповідність ГОСТ 28507, ГОСТ 12.4.137, ГОСТ 12.4.032 зображені в табл.2.

Таблиця 2

Данні випробувань взуття на відповідність ГОСТ 28507, ГОСТ 12.4.137, ГОСТ 12.4.032

Назва показників |

Значення показників за стандартами | Результати випробувань

Ліва напівпара | Права напівпара

Лінійні розміри, мм:

Висота взуття

Висота задника |

Не менше 128

Не більше 49 |

135

45 |

135

45

Маса, г | Фактичні дані | 540 | 546

Гнучкість, Н | Не більше 210 | 58 | 62

Залишкова деформація задника, мм | Не більше 1,0 | 0,73 | 0,76

Міцність кріплення

деталей низу, Н/см | не менше 70 |

93 | 83

Міцність кріплення

деталей верху, Н/см | не менше 150 |

185 | 171

Опір пакету деталей низу наскрізному проколу, Н | не менше 1200 |

1305 | 1301

Продовження таблиці 2

Назва показників |

Значення показників за НТД | Результати випробувань

Ліва напівпара | Права напівпара

Коефіцієнт зниження міцності кріплення деталей низу від дії: нафти

бензину

сірчаної кислоти | не менше 0,5 |

0,62

0,74

0,65 |

0,61

0,77

0,62

Коефіцієнт зниження міцності кріплення деталей верху від дії: нафти

бензину

сірчаної кислоти | не менше 0,6 |

0,75

0,82

0,73 |

0,78

0,8

0,72

Коефіцієнт зниження міцності кріплення деталей низу від дії температури +150°С | не менше 0,85 | 0,9 | 0,97

Як видно з табл.2 розроблене взуття має високі захисні властивості.

За рахунок використання нових захисних деталей вдалося скоротити технологічний процес на 3 операції:

1. Пристрочування гумової стрічки для утримання металевої пластини.

2. Наклеювання прокладки під підносок.

3. Вставка металевої пласнини.

Порівняння ціни нового зразка з іноземними аналогами, показало, що розроблене взуття майже на 30% дешевше ніж іноземні аналоги, що складе значну економію при великих обсягах закупівель.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Аналіз інформації показав, що в Україні відсутнє спеціальне взуття для захисту стопи від комплексної дії негативних виробничих факторів, а існуюча нормативна база не передбачає виготовлення такого взуття.

2. В результаті аналітичного узагальнення інформаційних джерел і досвіду промисловості був обґрунтований вибір матеріалів для виготовлення спеціального взуття; для підошви – двошаровий поліуретан; для деталей верху – гідрофобна шкіра “Водограй”; для захисних деталей - полікарбонатні підноски та проколозахисні устілки із матеріала Nomex.

3. На основі методів системного аналізу були визначені оптимальні значення параметрів переробки поліуретанових систем. Встановлено, що при значенні ізоціанатного індексу 1,05 поліуретан набуває найкращіх фізико-механічних та хімічних показників . Властивості отриманих 2-х шарових підошов майже в 2 рази кращі, ніж у одношарових підошов.

4. В перше були проаналізовані якісні і кількісні показники нових вітчизняних гідрофобних шкір. Визначені коефіцієнти хімічної стійкості, які склали до дії нафти 0,82, до дії бензину 0,87, до дії сірчаної кислоті 0,85, що на 15-20% вище ніж при використанні традиційних шкіряних матеріалів.

5. Дослідження вкладних устілок з антимікробним просоченням показало, що ці устілки не викликають алергічних реакцій, шкірно-дратуючу дію, зовнішні зміни шкіри, також зникає неприємний запах в середині взуття, зменшується пітливість ніг.

6. Проведені дослідні носки спеціального взуття в підрозділах МНС та на промислових підприємствах України, розроблене спеціальне взуття сертифіковане в системі УкрСЕПРО. Результати досліджень були використанні при розробці ДСТУ 4446:2006 “Взуття пожежника захисне. ТУ” та можуть бути використані при удосконаленні та розробці інших стандартів для виготовлення спеціального взуття.

ОСНОВНІ НАУКОВІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ

1. Обрізан В.А., Олійникова В.В., Марущенко Е.А. Дослідження змінення ізоціанатного індексу поліуретанової системи для виробництва підошв спеціального взуття //Вісник ТУП.- 2005 №5 Ч.1. Т.2 с. 106 – 110.

2. Обрізан В.А., Олійникова В.В., Вершинкіна О.В. Вітчизняні шкіряні матеріали для виробництва спеціального шкіряного взуття //Вісник ТУП.- 2005 №6 Т.2 с. 221 – 223.

3. Обрізан В.А., Олійникова В.В. Нові шкіряні матеріали для виробництва спеціального взуття //Вісник КНУТД 2005 №5 с. 143 – 146.

4. Обрізан В.А., Присяжнюк В.В., Кухарішин С.Д. До питання виготовлення поліуретанової підошви із заданими характеристиками для захисного взуття пожежника рятувальника //Науковий вісник Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки 2005 №1 с.100 – 103.

5. Обризан В.А., В.В.Олейникова, Вершинкина О.В. Расчет изоцианатного индекса полиуретановых систем для производства подошв специальной обуви //Международный сборник научных трудов. Проблемы создания гибких технологических линий производства изделий из кожи. Шахты 2004, с. 113 – 116.

6. Обрізан В.А., Олійникова В.В., Вершинкіна О.В. Вологостійкість робочого взуття //Збірник наукових праць студентів факультету технології та дизайну ТУП 2003 с.120 – 125.

7. Пат. 12582 Україна, МКПЗ 02-04 Черевики чоловічі спеціальні робочі/

В.А. Обрізан, В.В. Олійникова. – s200501015; Заявл. 28.07. 2005; Опублік. 15.08.2006. Бюлет.№8.

Особистий внесок здобувача в опублікованих працях: [1, 3 4] - основні положення, постановка проблеми та задач досліджень, проведення експериментальних досліджень, обробка результатів, формулювання висновків; [2] - основні положення, аналіз літературних даних, формулювання висновків; [5, 6] - постановка проблеми, проведення експериментальних досліджень, обробка результатів, формулювання висновків; [7]- розробка конструкції взуття.

АНОТАЦІЯ

Обрізан В.А. Розробка конструкції та технології виготовлення спеціального взуття литтєвого методу кріплення із застосуванням нових матеріалів.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.06 – технологія взуттєвих і шкіряних виробів. – Київський національний університет технології і дизайну, м. Київ, 2007 р. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблене спеціальне взуття яке захищає від дії нафти, нафтопродуктів, кислот, води та підвищеної температури. Розроблено математичну модель адгезійної міцності натуральної шкіри та поліуретанового матеріалу. Визначено залежність адгезійної міцності від вмісту жирових речовин та технологічних параметрів процесу виробництва поліуретану. Проведені дослідження матеріалів верху та низу взуття на стійкість до дії нафти, нафтопродуктів, кислот, води та підвищеної температури. Досліджені зразки поліуретанового матеріалу на стійкість до дії стирання та дії низьких температур. Порівняльний аналіз деталей для захисту стопи працюючого від механічного пошкодження (ударостійкий підносок, проколозахисна пластина) показав, що нові полікарбонатні підноски та проколозахисні устілки із матеріала Nomex мають переваги над захисними деталями виготовленими з металу.

Досліджені гігієнічні властивості вкладних устілок з антимікробним просоченням. Проведено дослідження готового взуття на відповідність вітчизняним стандартам. Отримані сертифікати відповідності. Результати роботи впроваджені в виробництво на взуттєвих підприємствах: ТОВ “Зенкіс”, ПП “Еліта-Стиль”, СПД “Сокальський”; використовуються у навчальному процесі Київського національного університету технології і дизайну. Ключові слова: поліуретан, спеціальне взуття, кислотостійкість, водостійкість, технологічний процес, теплостійкість, маслобензостійкість.

АННОТАЦИЯ

Обризан В.А. Разработка конструкции и технологии изготовления специальной обуви литьевого метода крепления с применением новых материалов.

Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук за специальностью 05.19.06 - технология обувных и кожаных изделий. - Киевский национальный университет технологии и дизайна, г. Киев, 2007 г.

На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана специальная обувь, которая защищает от действия нефти, нефтепродуктов, кислот концентрацией до 20%, воды, температуры до +150 0С и механических воздействий. Разработана математическая модель адгезионной прочности натуральной кожи и полиуретана. Определена зависимость адгезионной прочности от содержимого жировых веществ и технологических параметров процесса производства полиуретана. Проведенные исследования материалов верха и низа обуви на стойкость к действию нефти, нефтепродуктов, кислот, воды и повышенной температуры.

В первые были проанализированы физико-механические и химические свойства новых отечественных гидрофобных кож. Определены коэффициенты химической стойкости, которые составили: при действие нефти 0,82; при действие бензина 0,87; при действие серной кислоты концентрацией 0,85, что на 15-20% больше чем у юфти термостойкой и юфти хром-растительного метода дубления. Испытания на водостойкость в динамических условиях показали значительное превышение требований ГОСТ 5394, ДСТУ 4446:2005, ЕN 345.

Исследование образцов полиуретана на стойкость к действию нефти, нефтепродуктов, кислот концентрацией до 20%, истирания и действию низких температур показало превосходство двухслойных подошв над однослойными. Данные испытаний двухслойных подошв почти в два раза лучше чем у однослойных.

Сравнительный анализ деталей для защиты стопы работающего от механического повреждения (ударостойкий подносок, проколозащитная пластина) показал, что новые поликарбонатные подноски и проколозащитные стельки из материала Nomex имеют преимущества, над защитными деталями изготовленными из металла. Поликарбонатный подносок имеет вес в два раза меньше, чем у металлического, не намагничивается. Стельки из материала Nomex увеличивают гибкость обуви и имеют меньший вес. Внедрение этих защитных элементов позволило сократить технологический процесс сборки обуви на три операции.

Исследованы гигиенические свойства вкладных стелек с антимикробной пропиткой. При использовании антимикробных пропиток уменьшалось потовыделение, исчезал неприятный запах внутри обуви, а также они не вызывают аллергических и кожно-раздражающих реакций.

Проведены исследования готовой обуви на соответствие отечественным стандартам. Получены сертификаты соответствия.

Проведенные опытные носки в подразделениях МЧС и на промышленных предприятиях Украины подтвердили высокие защитные и эргономические свойства обуви. Результаты исследований были использованы при разработке ДСТУ 4446:2006.

Результаты работы внедрены в производство на обувных предприятиях: ООО “Зенкис”, ПП “Элита-Стиль”, СПД “Сокальський”; используются в учебном процессе Киевского национального университета технологии и дизайна.

Ключевые слова: полиуретан, специальная обувь, кислотостойкость, водостойкость, технологический процесс, теплостойкость, маслобензостойкость.

Summary

Obrizan V.A. Development of Manufacturing Techniques of Special Footwear by Casting Method of Fastening with New Materials Application.

The Thesis is submitted for the Candidate of Techical Scinces degree, №05.19.06 speciality. The technology of footware and leather articles, Kyiv National University of Technology and Design, Kyiv, 2007.

On the basis of theoretical and experimental research special footwear resisting the influcnce of oil, products oil, acids, water and high temperature has been worked out. The mathematical model of adhesive durability of natural leather and polyurethane has been elaborated. The dependence of adhesive durability of adipose substance contents and technological parameters of polyurethane manufacture process have been defined.

The research of footwear tops and bottoms materials resistance to oil, oil products acids, waters and high temperature have been carried. Polyurethane samples resistance to the influence of low temperature and rubbing sore has been investigated. Ready footware being in live with domestic standards has been tested. Certificates on the complience have been received.

Results of the research have been introduced into manufacture at the footwear enterprises: " Zenkis " ltd, "Elite-style" private company; they have been also included in to used in educational process of the Kiev National University of Technology and Design.

Keywords: polyurethane, special footwear, resistance to asid, water resistance, technological process, temperature constancy, oil and petrol durability.