Содержание к диссертации
ВВВДЕНИЕ 7
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ. ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИИ
1.1. Потребительские свойства обуви и их оценка 14
1.1.1. Качество, уровень качества и оценка качества готовой обуви 14
1.1.2. Свойства обуви, обусловленные анатомо-физиоло-гическими особенностями человека. Комфортность. 19
1.1.3. Патологические последствия эксплуатации некомфортной обуви 26
1.1.4. Методы исследования и оценки комфортности обуви 29
1.2. Потребительские свойства обувных материалов и
комфортность обуви 46
- I.2.I. Санитарно-химические и токсикологические
свойства 50
1.2.2. Физико-гигиенические свойства 52
1.2.3. Механические свойства 61
1.2.4. Комплексная оценка свойств материалов 64
1.3. Влияние конструкции обуви и технологии ее производства на комфортность 71
1.3.1. Конструктивные особенности обуви и способы сборки 73
1.3.2. Способы формования и стабилизации формы обуви 75
1.4. Выводы по главе.
Постановка задачи исследования 81
Глава 2. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ШЗЩО-ГИГИЕНИЧЕСКЙХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И СИСТЕМ МАТЕНШЮВ ЗАГОТОВКИ ВЕРХА ОБУВИ, ИХ КОМФОРТНОСТЬ
2.1. Комплексные показатели гигиеничности материалов
верха обуви 89
2.1 Л. Корреляционные зависимости между физико-гигиеническими свойствами материалов верха обуви 90
2.1.2. Методика расчета комплексных показателей гигиеничности с учетом корреляционных зависимостей между физико-гигиеническими свойствами материалов 102
2.1.3. Изменение физико-гигиенических свойств Ж и СК под воздействием некоторых технологических и эксплуатационных факторов 109
2.2. Комплексная оценка гигиеничности систем материалов заготовки верха обуви ИЗ
2.2.1. Исследование физико-гигиенических свойств
систем обувных материалов П4
2.2.2. Методика расчета и расчет комплексных показателей гигиеничности многослойных систем 152
2.2.3. Изменение физико-гигиенических свойств многослойных систем под воздействием некоторых эксплуатационных факторов 165
2.2.4. Рекомендации по подбору рациональных систем материалов верха обуви заданного целевого назначения по показателям их физико-гигиенических свойств 174
2.3. Теплофизические характеристики материалов верха
обуви в качестве критериев комплексной оценки
их гигиеничности 179
2.3.1. Методика эксперимента и приборы 180
2.3.2. Теплсфзические характеристики материалов заготовки при переменной влажности и их предельные значения 188
2.4. Выводы по главе 201
Глава 3. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ФИЗЖО-МЖАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И СИСТЕМ МАТЕВШЮВ ЗАГОТОВКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КОМФОРТНОСТЬ ОБУВИ
3.1. Совокупность механических свойств материалов для верха обуви, определяющих комфортность 206
3.1.1. Выбор основных критериев и комплексного показателя механических свойств материалов верха обуви, определяющих ее комфортность при эксплуатации 208
3.1.2. Математическая модель изменения основных механических свойств материалов в процессе формования обуви 228
3.2. Изменение основных механических свойств систем материалов заготовки в зависимости от методов и режимов формования 249
3.2.1. Математическая модель изменения основных механических свойств систем материалов заготовки и ее использование для выбора оптимальных режимов формования и термофиксации 250
3.2.2. Влияние специфических особенностей некоторых современных способов формования на изменение основных механических свойств систем материалов 259
3.2.3. Сравнительные исследования деформирования и термообработки систем материалов заготовки при одноосной и многоосной вытяжке 274
3.3. Выводы по главе 294
Глава 4. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ И МЕТОДОВ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ КОМФОРТНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ОБУВИ
4.1. Теоретические основы оценки комфортности обуви 298
4.1.1. Теплообмен при контакте стопы с заготовкой верха обуви 300
4.1.2. Особенности теплообмена между стопой и многослойной системой заготовки верха обуви 306
4.1.3. Тепловой баланс в зоне контакта стопы с заготовкой верха обуви 308
4.2. Методика аналитической оценки уровня комфортности заготовки верха обуви 312
4.2.1. Пределы значений коэффициента тепловой активности заготовки верха обуви, обеспечивающие ее комфортность 312
4.2.2. Приведенный коэффициент тепловой активности системы материалов верха обуви с учетом изменения их влажности в процессе эксплуатации обуви 317
4.2.3. Рекомендации по подбору рациональных систем материалов заготовки верха обуви заданного целевого назначения по приведенному коэффициенту тепловой активности заготовки 321
4.3. Оценка комфортности обуви по параметрам внутри обувного микроклимата 322
4.3.1. Методика испытаний и приборы 323
4.3.2. Исследование параметров внутриобувного микроклимата в процессе эксплуатации обуви 328
4.3.3. Анализ полученных результатов 342
4.4. Выводы по главе 346
ОБЩЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 350
ЛИТЕРАТУРА 356
Приложение I 387
Приложение 2 4
Введение к работе
ШТ съездом КПСС перед работниками легкой промышленности, торговли и науки поставлены задачи по дальнейшему расширению и улучшению ассортимента, повышению качества товаров в соответствии с растущими потребностями советских людей. Предусмотрено "ускоренно развивать производство изделий ..., отличающихся улучшенными потребительскими и эстетическими свойствами, повышенной комфортностью, используя при создании этих изделий современные достижения науки и техники ..., совершенствовать контроль за качеством товаров народного потребления" [ ij . В частности, в легкой промышленности в XI пятилетке намечается увиличить объем производства продукции на 18-20 %, "наращивать выпуск высококачественных товаров, пользующихся повышенным спросом, прежде всего ... обуви, искусственных мехов и кожи".
Решение проблемы качества обуви осуществляется совместными усилиями Минлегпрома, Минторга, Госстандарта СССР, научными организациями путем совершенствования методов изучения спроса населения, расширения и оптимизации ассортимента, разработки новых объективных методов оценки качества обуви и обувных материалов. В 1980 г. было реализовано обуви со Знаком качества на 820,8 млн.руб., что в 6,7 раза больше, чем в 1975 г. [ 2] . На 124 обувных предприятиях внедрена комплексная система управления качеством продукции (КС УКП), базирующаяся на действующей технической документации и разработанных стандартах предприятий. В X пятилетке было пересмотрено или вновь разработано 50 общесоюзных и отраслевых стандартов, около 40 технических условий на обувь [ 3 ] .
Дктуалън ооть .проблемы
Особое место среди проблем качества обуви занимает проблема комортности - одного из важнейших потребительских свойств обуви, определяющих качество. Использование человеком некомфортной обуви может привести к серьезным нарушениям физиологии стопы и ее патологии, способствует возникновению кожных и вирусных заболеваний, отрицательно сказывается на работоспосбности. Таким образом решение проблемы комфортности обуви имеет важное народохозяйственное значение как тесно связанное с жизнедеятельностью и здоровьем человека.
В настоящее время, в связи с широким использованием в производстве обуви искусственных и синтетических материалов, этой проблеме уделяется особое внимание. Постановлением Госкомитета по науке и технике при Совете Министров СССР №7 от 27.01.1981 г. и приказом Минвуза СССР №330 от 30.03.1981 г. утверждена на 1981-85 годы комплексная научная программа 0.37.07 "Создать эффективные технологические процессы и оборудование для производства высококачественной обуви на базе новых видов натуральных и синтетических материалов".
Научно-исследовательские работы в этой области в течение ряда лет выполнялись в отраслевой научно-исследовательской лаборатории МТЛП им.С.М.Кирова в соответствии с координационными планами научно-исследовательских работ Минлегпрома СССР и Минвуза РСФСР.
Комфортность обуви в решающей степени зависит от свойств материалов, из которых она изготовлена, в частности материалов верха обуви, соединенных в конструкции обуви тем или иным способом в многослойную систему (пакет). Для проектирования и изготовления обуви требуемого уровня комфортности черезвичайно важным и актуальным является вопрос о разработке теоретических основ и практических мето-дов целенаправленного формирования свойств пакетов обувной заготовки за счет подбора оптимальных сочетаний материалов и режимов их технологической обработки, а также аналитических и инструментальных методов оценки комфортности готовой конструкции обуви. Цели и задачи работы.
Целью настоящей диссертационной работы является комплексное решение проблемы улучшения комфортности обуви как одного из важнейших факторов повышения ее качества.
Для достижения этой цели в работе решается совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных задач, основными из которых являются:
- установление комплексных критериев оценки потребительских свойств материалов верха обуви, определяющих ее комфортность;
- определение зависимостей между показателями физических свойств обувных материалов и пакетов материалов;
- разработка принципов формирования свойств пакета обувной заготовки на стадии проектирования обуви за счет рационального выбора материалов и технологии ее сборки;
- разработка принципов формирования свойств пакета обувной заготовки на стадии изготовления за счет оптимизации методов и режимов формования и термообработки;
- разработка принципов теоретической оценки комфортности верха обуви, основанных на рассмотрении процесса тепло и массообмена между стопой и окружающей средой через многослойную систему обувной заготовки с учетом изменения ее свойств в процессе эксплуатации обуви;
- разработке метода и аппаратуры для инструментальной оценки уровня комфортности обуви в процессе ее эксплуатации по параметрам внутриобувного микроклимата.
Основные методы научных исследований.
При выполнении диссертационной работы широко использовались современные аналитические, экспериментальные стандартные и специальные методы исследования, в том числе:
- стандартные методы определения физических и механических
свойств обувных материалов; - метод двух температурно-временных интервалов для определения теплофизических характеристик обувных материалов и ситём при переменном влагосодержании;
- методы корреляционного анализа для установления зависимостей между физическими свойствами материалов и систем материалов;
- методы математического планирования и анализа эксперимента для определения оптимальных методов и режимов формования и термофиксации обуви;
- термомеханические методы для установления закономерностей упру-го-платического поведения искусственных и синтетических кож и систем на их основе; в процессе формования и термофиксации обуви;
- оригинальный метод измерения параметров внутриобувного микро климата, основанный на использовании микродатчиков влажности и температуры.
Научная новизна.Впервые в обувной промышленности проведено комплексное разностороннее исследование потребительских свойств обувных материалов, систем материалов обувной заготовки и готовой обуви, в котором развито новое перспективное научное направление: разработка принципов формирования свойств пакетов материалов верха обуви на стадиях проектирования и изготовления, обеспечивающих повышение ее комфортности. В процессе разработки указанного направления автором получены и выносятся на защиту следующие основные научные результаты:
- впервые полученные корреляционные зависимости между физическими свойствами отдельных обувных материалов, а также пакетов материалов с учетом особенностей технологии их сборки;
- принципы подбора рациональных вариантов пакетов материалов обувной заготовки, обеспечивающих заданный уровень комфортности обуви, основанные на использовании: а/комплексных показателей гигиеничности материалов и систем материалов, б/условий влагобаланса в системе "стопа-обувь", в/условий теплового баланса в системе "стопа и
обувь-внешняя среда" с учетом изменения теплофизических свойств материалов обувной заготовки в процессе эксплуатации обуви;
- методика теоретической оценки комфортности верха обуви, основанная на совместном рассмотрении зависимостей тепловой активности заготовки верха обуви от темпратуры окружающей среды, приведенного коэффициента тепловой активности заготовки от влагосодержания и теплофизических характеристик отдельных обувных материалов от влагосо-держания;
- иснтрументальный метод оценки комфортности готовой обуви в процессе ее эксплуатации по показателям внутриобувного микроклимата;
- принципы построения математических моделей и выбора оптимальных методов и режимов формования и термофиксации обуви, обеспечивающих заданный уровень ее комфортности.
Практическая ценность и реализация результатов работы в промышленности. На базе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в диссертационной работе, разработаны предложения и практические рекомендации обувной промышленности по использованию в качестве подкладки закрытой обуви с верхом из искусственных и синтетических кож текстильных материалов и трикотажного полотна, дублированного поролоном, которые после согласования с компетентными организациями Минздрава СССР были рекомендованы Минлегпромом СССР к производственной проверке и внедрению. Апробация и внедрение этих рекомендаций на ряде предприятий страны позволили получить экономический эффект в 220 тыс.руб. на I млн.пар обуви.
Предложения по оптимизации режимов формования и термофиксации обуви из некоторых видов синтетических кож прошли производственную проверку, были внедрены на ЛПОО "Скороход" и позволили в пять раз сократить продолжительность процесса термофиксации обуви при улучшении ее качества.
Рекомендации по использованию предварительного формования и оптимальным режимам термообработки при различных способах подачи тепла к заготовке были использованы ЦНИИІШ0М при разработке новой технологии обуви клеевого метода крепления, от внедрения которой ожидается экономическая эффективность в 82 тыс.руб на I млн пар обуви.
В целом потенциальный экономический эффект от внедрения практических рекомендаций в расчете на годовой выпуск обуви с верхом из искусственных и синтетических кож (1980 г) составляет 9,8 млн руб.
Разработанный в диссертации метод инструментальной оценки комфортности готовой обуви по параметрам внутриобувного микроклимата был апробирован в ходе выполнения ряда совместных работ с Институтом гигиены детей и подростков и Всесоюзным научно-исследовательским институтом пленочных материалов и искусственной кожи (ВНИИПЖ), в т.ч, по линии СЭВ, результаты которых подтвердили достаточную точность и надежность метода, его потенциальную шачимость для исследований в области комфортности готовой обуви, а также при разработке новых видов искусственных и синтетических материалов.
Материалы диссертационной работы использовались в ЛИТЛП игл.Кирова при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по курсу "Конструирование изделий из кожи".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 печатных работ. В работах, написанных в соавторстве, личный вклад автора настоящей диссертации заключается в разработке общей идеи и методики проведения исследований, частичном участии в экспериментальных работах, теоретической обработке полученных результатов и формулировке научных положений и выводов. Под руководством автора в рамках развиваемого им научного направления защищено 3 диссертации на соискание ученой степени кандидата наук в области обувного материаловедения.
Основные вопросы, изложенные в диссертации, докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на 9 всесоюзных и республиканских научных конференциях и семинарах: Республиканской научно-технической конференции по выбору рациональных методов и средств ускоренной сушки обуви, г.Ленинград, 1972; Республиканском семинаре "Экономия сырья, повышение качества изделий легкой промышленности", г.Ленинград, 1975; Республиканском семинаре "Пути улучшения качества изделий текстильной и легкой промышленности", г.Ленинград,1976; IX всесоюзной конференции "Новые методы исследования строения, свойств и оценки качества текстильных материалов",г.Витебск,1977; Республиканском семинаре ЇНовое в технике, технологии и организации производства в текстильной и легкой промышленности",г.Ленинград, 1977; Республиканской научно-технической конференции "НоЕые полимерные материалы и перспективы их применения для повышения качества продукции в легкой и текстильной промышленности",г.Иваново, 1978; Всесоюзной научной конференции "Соверешенствование химических и физико-химических процессов технологии обуви",г.Каунас, 1978; Республиканской научно-технической конференции "Совершенствование технологии и организации производства на предприятиях бытового обслуживания",г.Хмельницкий, 1981; Всесоюзной научно-технической конференции "Производство искусственных и пленочных материалов и перспективы его развития",г.Москва, 1981,
Кроме того, результаты работы докладывались на 6 заседаниях научно-технических советов отраслевых институтов (1ЩИШ,ВНИИПИК), в Минлегпроме СССР (1978), совместном заседании секций обувной промьшшенности НТС Минлегпрома РСФСР и ЩНТП им.Ф.Дзержинского "Основные пути совершенствования формоустойчивости обуви", г.Москва, 1980, а также на 5 научных конференциях ЛИТЛП им.С.М.Кирова и ЛИСТ им.Ф.Энгельса (1970, 1972, 1973, 1975, 1983) и на совместном заседании кафедр материаловедения и конструирования и технологии изделий из кожи ЛИТЛП им.С.М.Кирова, 1983 г.
