Влияние ВЧЕ плазмы пониженного давления на свойства обувных картонов

Для установления закономерностей изменения физико–механических свойств обувных картонов определяли жесткость при статическом изгибе, износостойкость, истираемость во влажном состоянии, предел прочности и относительное удлинение, устойчивость задников из обувного картона к оседанию. Проводились исследования плотности и удельного объема, намокаемости, изменение линейных размеров, гигроскопичности, влагоотдачи, сжимаемости и влажности обувных картонов. Эти свойства обувных картонов зависят от состава и структуры волокон и клеевой составляющей.

Измерения основных значений показателей картонов проводились в соответствии с современными и стандартными методиками, описанными в третьей главе. В ходе экспериментальных исследований обработки обувных картонов, применяемых для изготовления внутренних и промежуточных деталей низа обуви, с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления в зависимости от марки картона регулировали следующие режимы: давление P = 13,3 ÷ 26,6 Па, плазмообразующий газ аргон, расход газа G = 0,04 ÷ 0,06 г/с, мощность разряда W_р = 0,7 ÷ 2,01 кВт и время обработки образцов t_обр = 3 ÷ 10 мин [338].

на первом этапе исследований обувных картонов определены оптимальные параметры плазменной обработки:давление P = 26,6 Па, расход плазмообразующего газа (аргон) G = 0,04 г/с. Поэтому в зависимости от марок картона в дальнейшем исследования проводили, варьируя время обработки образцов t_обр = 5 ÷ 40 мин и мощность разряда W_р = 1,07 ÷ 2,01 кВт.

Исследовались следующие марки обувных картонов: СЦМ, С, ЗМ-1 (табл. 3.6). Параметры рассматриваемых марок картонов согласно ГОСТ 9542-89 [320] приведены в табл. 3.8.

Воздействие низкотемпературной плазмы на обувной картон исследовали на различных стадиях получения материала: вариант 1 - обработка готовых листов картона (вар. 1), вариант 2 - предварительная плазменная модификация волокнистых компонентов картона с последующей дополнительной обработкой готовых листов материала (вар. 2).

σ/σк

Рис. 5.16. Зависимость изменения относительного предела прочности обувного картона при растяжении после замачивания в воде от времени обработки в продольном направлении

На рис. 5.16 и 5.17 представлены результаты исследования влияния времени плазменной обработки на относительный предел прочности при растяжении после замачивания в воде (σ/σ_к) картонов марки ЗМ-1 (партии 118 и 186), после плазменной обработке в режиме W_р = 1,4 кВт, P = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, плазмообразующий газ – аргон. Рассматриваемые марки картонов отличаются только составом адгезива (см. табл. 3.6). Несмотря на одинаковый волокнистый состав, при воздействии НТП пониженного давления они ведут себя по разному. Из рис. 5.16 видно, что картон марки ЗМ-1 к воздействию плазмы «более чувствителен», и после обработки ВЧЕ плазмой готовых листов картона (вар. 1) в течение t_обр = 5 - 7 мин относительный предел прочности картона повышается до 10 %. Относительный предел прочности картона марки ЗМ-1 (партия 118) в поперечном направлении повышается незначительно (рис. 5.17), а в продольном направлении – наоборот, уменьшается (рис. 5.16).

σ/σк

Рис. 5.17. Зависимость изменения относительного предела прочности обувного картона при растяжении после замачивания в воде от времени НТП обработки в поперечном направлении

Таким образом, из зависимостей представленных на рис. 5.16 и 5.17, можно сделать вывод, что при обработке с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления готовых листов картона (вар. 1) предел прочности при растяжении после замачивания в воде увеличивается лишь на 5-10 %, а при определенных режимах плазменной обработки даже уменьшается, тогда как при предварительной обработке волокнистых компонентов картона и последующей модификации готовых листов материала (вар. 2) предел прочности повышается на 20-30 %.

σ/σк

На рис. 5.18 - 5.20 представлены зависимости влияния времени плазменной обработки на относительный предел прочности при растяжении после замачивания в воде (σ/σ_к)картонов марки С и СЦМ в поперечном направлении при P = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, плазмообразующий газ аргон, которые отличаются волокнистым составом (табл. 3.6) и физико-механическими характеристиками (табл. 3.7) при одинаковой клеевой композиции ДВХБ-70.

Рис. 5.18. Зависимость изменения относительного предела прочности обувного картона при растяжении после замачивания в воде от времени НТП обработки, при W_р = 1,4 кВт

Из полученных графиков видно (рис. 5. 18), что после модификации с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления готового листа картона марки С (вар. 1) с добавлением сульфатно-древесной целлюлозы в количестве 15 % в течение t_обр = 7 мин предел прочности при растяжении после замачивания в воде увеличивается на 10 %, тогда как при предварительной плазменной модификации волокнистых компонентов картона с последующей обработкой готовых листов материала (вар. 2) σ/σ_к увеличивается на 40 % уже при плазменном воздействии в течение t_обр = 5 мин. При обработке готового листа картона (вар. 1) марки СЦМ с высоким содержанием целлюлозы (целлюлоза сульфатно-древесная – 80 %,) наблюдается более существенное увеличение предела прочности при растяжении после замачивания в воде и при воздействии в течение t_обр = 5 – 7 мин повышается на 25 %, при втором варианте обработки значение σ/σ_к увеличивается на 55 % при воздействии ВЧЕ плазмы в течение t_обр = 5 мин.

Таким образом, различие в механических свойствах картонов при воздействии ВЧЕ плазмы пониженного давления зависит от физико-механических свойств волокон и их взаимодействия с клеевой составляющей. Целлюлозные волокна по сравнению с кожевенной стружкой имеют меньшую удельную поверхность, что влияет на проклеивание крафтцеллюлозы латексом.

	σ/σк

Рис. 5.19. Зависимость изменения относительного предела прочности обувного картона при растяжении после замачивания в воде от времени обработки при W_р = 1,07 кВт

Анализируя рис. 5.16 - 5.20, можно сделать вывод, что при обработке картонов с помощью НТП пониженного давления важное значение имеет процентное соотношение волокнистых компонентов материала, а также проклеивающие материалы, применяемые при их изготовлении. Варьируя процентное соотношение волокнистых компонентов (кожевенные отходы и крафтцеллюлоза) и количества проклеивающего материала (латексы, ПВА – дисперсия) можно получить готовый картон с заранее заданными свойствами.

	σ/σк

Рис. 5.20. Зависимость изменения относительного предела прочности обувного картона при растяжении после замачивания в воде от времени НТП обработки при W_р = 2,01 кВт

Для выявления общей закономерности влияния воздействия ВЧЕ плазмы пониженного давления на свойства картона в машинном и поперечном направлении использовали коэффициент равномерности (изотропии) (К), который равен:

К = Пmin / Пmax,

(5.1)

где П_min и П_max – показатели любого свойства материала.

График изменения коэффициента изотропии по пределу прочности при растяжении после замачивания в воде (К_σ)от времени обработки для картонов марки ЗМ-1 и ЗМ-1 (партии 118 и 186) представлены на рис. 5.21 и 5.22.

Из рисунков видно, что К_σ образцов обработанных с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления, в отличие от необработанных образцов, приближается к единице, это свидетельствует о том, что показатели предела прочности при растяжении после замачивания в воде в продольном и поперечном направлении по площади одинаковые, и детали обуви можно вырубать в любом направлении, что позволяет экономично использовать готовые листы материала и сократить отходы при вырубании деталей.

	Кσ

Рис. 5.21. Зависимость изменения коэффициента изотропии по пределу прочности обувного картона от времени обработки при W_р = 1,4 кВт

Кσ

Рис. 5.22. Зависимость изменения коэффициента изотропии по пределу прочности обувного картона от времени обработки при W_р = 1,07 кВт

Для обувных материалов относительное удлинение при растяжении является важным стандартным показателем. Несоответствие фактического показателя относительного удлинения при растяжении нормативам – один из признаков недоброкачественности материала.

На рис. 5.23, 5.24 приведены результаты исследования влияния времени обработки и мощности разряда на относительное удлинение (ε/ε_к)при растяжениикартонов марки ЗМ-1 (партии 118 и 186) в машинном направлении (рис. 5. 23) и картонов марки С и СЦМ в поперечном направлении (рис. 5. 24).

Из рис. 5.23 и 5.24 видно, что при взаимодействии с НТП пониженного давления значения относительного удлинения при растяжении всех рассматриваемых обувных картонов изменяются одинаково. Показатели относительного удлинения картонов при времени обработки готового листа картона марки ЗМ-1 (партии 118 и 186) (рис. 5.23) в течение t_обр = 5 мин уменьшается на 8 – 30 %, далее значение ε/ε_к при модификации в течение 7 – 10 мин увеличивается, но значения ε/ε_к контрольного образца достигает только картон марки ЗМ-1. При предварительной модификации компонентов картона и последовательной обработке листов материала (вар. 2) относительное удлинение при растяжении картона марки ЗМ-1 (партии 118 и 186) при времени обработки в течение t_обр = 5 мин понижается на 38 – 48 %, затем дальнейшая модификация при 7 – 10 мин приводит к увеличению ε/ε_к но значения необработанного образца не достигает.

График изменения относительного удлинения при растяжении картона марки С и СЦМ, представлены на рис. 5.24. Значения относительного удлинения готового листа картона марки С при t_обр = 5 мин уменьшаются на 18 %, СЦМ - на 17 %, при втором варианте модификации показатели ε/ε_к понижаются на 42 % и 39 % соответственно. Далее при обработке в течение 7 – 10 мин показатели относительного удлинения картонов увеличиваются, однако значения необработанного образца не достигают.

	ε/εк

Рис. 5.23. Зависимость изменения относительного удлинения при растяжении картонов марки ЗМ-1 (партии 118 и 186) от времени НТП обработки W_p=1,07 кВт

ε/εк

Рис. 5.24. Зависимость изменения относительного удлинения при растяжении картонов марки С и СЦМ от времени НТП обработки W_p=1,07 кВт

Кε

Рис. 5.25. Зависимость коэффициента изотропии по удлинению при растяжении в сухом состоянии обувного картона от времени НТП обработки при P = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, плазмообразующий газ аргон

График изменения коэффициента равномерности по удлинению при растяжении в сухом состоянии (Кε) от времени НТП обработки и мощности разряда для картонов марки ЗМ-1 (партии 118 и 186) представлен на рис. 5.25. Из рис. 5.25 видно, что ВЧЕ плазменная обработка в ряде режимов приводит к выравниванию свойств обувных картонов в продольном и поперечном направлении.

Так, при мощности разряда W_р = 2,01 кВт коэффициент равномерности обувного картона марки ЗМ-1 (партии 186) возрастает до значения К_ε = 0,99 при времени воздействии t_обр = 5 мин, с увеличением времени обработки до 7 мин коэффициент равномерности достигает максимального значения К_ε = 1, дальнейшее увеличение времени обработки t_обр = 9 мин приводит к снижению коэффициента равномерности до значения необработанного образца К_ε = 0,92 и при t_обр = 10 мин уменьшается до К_ε = 0,83. Характер кривых коэффициента равномерности по удлинению при растяжении в сухом состоянии при мощности разряда W_р = 1,07 кВт и W_р = 1,4 кВт идентичен, однако максимальное значение К_ε = 0,97 коэффициент изотропии достигает при времени обработки t_обр = 5 мин и W_р = 1,07 кВт, коэффициент равномерностипри W_р = 1,4 кВт равен К_ε = 0,95.

Для задников обуви важное значение имеет показатель жесткости при статическом изгибе. На рис 5.26, 5.27 представлены результаты исследования влияния времени НТП обработки и мощности разряда плазмы на относительную жесткость при статическом изгибе (D_у / D_у,_к) картонов марки ЗМ-1, ЗМ-1 (партия 118 и 186), применяемых для изготовления задников, в машинном и поперечном направлениях обработанные при W_р = 1,07 кВт, P = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, плазмообразующий газ аргон.

Dу / Dу,к

Рис. 5.26. Зависимость изменения относительной жесткости при статическом изгибе обувных картонов от времени НТП обработки в машинном направлении

При обработке с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления готовых листов картона (вар. 1) относительная жесткость картона марки ЗМ-1 в машинном направлении (рис. 5.26) достигает максимального значения D_у / D_у,_к = 1,02 при времени обработки t_обр = 5 мин и при дальнейшем увеличении времени воздействия до t_обр =10 мин уменьшается до величины D_у / D_у,_к = 0,995. Относительная жесткость картона марки ЗМ-1 (партия 118) достигает максимального значения D_у / D_у,_к = 1,05 также при времени обработки t_обр = 5 мин и уменьшается до исходного значения при t_обр = 10 мин. Для картона марки ЗМ-1 (партия 186) характер изменения относительной жесткости в зависимости от времени воздействия плазмы также нелинейный. Максимальное значение относительной жесткости картона ЗМ-1 (партия 186) D_у / D_у,_к = 1,03 наступает при t_обр = 5 мин и при увеличении времени обработки до t=10 мин уменьшается до D_у / D_у,_к = 0,97.

	Dу / Dу,к

Рис. 5.27. Зависимость изменения относительной жесткости при статическом изгибе обувных картонов от времени НТП обработки в поперечном направлении

На рис. 5.27 приведены результаты исследований изменения относительной жесткости при статистическом изгибе от мощности разряда плазмы и времени обработки картонов марки ЗМ-1, ЗМ-1 (партия 118), ЗМ-1 (партия 186) в поперечном направлении. При мощности разряда W_р = 1,07 кВт характер изменения относительной жесткости данных картонов идентичен. Для картона марки ЗМ-1 относительная жесткость достигает значения D_у / D_у,_к = 1,2 при t_обр = 7 мин и незначительно уменьшается до величины D_у / D_у,_к = 1,1 при t_обр = 10 мин. Максимальное значение относительной жесткости картона марки ЗМ-1 (партия 118) равно D_у / D_у,_к = 1,45 при t_обр = 7 мин и уменьшается до величины D_у / D_у,_к = 1,3 при t_обр = 10 мин. Для картона марки ЗМ-1 (партия 186) относительная жесткость достигает максимального значения, равного D_у / D_у,_к = 1,85, при t_обр = 7 мин и незначительно уменьшается при дальнейшем воздействии плазмы.

КDу

Для картонов марки ЗМ-1, ЗМ-1 (партии 118 и 186) характер кривых коэффициента равномерности при первом и втором варианте обработки идентичен (рис. 5.20). Кривые К_Dу достигают максимального значения при t_обр = 5 мин, а затем уменьшаются, оставаясь выше исходного значения при t_обр = 10 мин.

Рис. 5.28. Влияние времени НТП обработки на коэффициент изотропии относительной жесткости при статическом изгибе картона марки ЗМ-1, при P = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, плазмообразующий газ аргон

Показатель истираемости во влажном состоянии для обувных картонов, особенно для стелек, является важным показателем качества готового материала. На рис 5. 29 представлены результаты исследования влияния времени обработки и мощности разряда плазмы на относительную истираемость во влажном состоянии (Х/Х_к) стелечных картонов марки С и СЦМ.

Х/Хк

Рис. 5.29. Зависимость изменения относительной истираемости во влажном состоянии стелечных картонов от времени НТП обработки, при W_р = 1,07 кВт

Анализируя графики, представленные на рис. 5.29, можно сделать вывод, что обработка готовых стелечных картонов с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления (вар. 1) приводит к понижению относительной истираемости во влажном состоянии; при продолжительности обработки t_обр = 5 мин для картона марки С данный показатель понижается на 10 %, для картона марки СЦМ - Х/Х_к уменьшается на 20 %, тогда как предварительная плазменная обработка волокнистых компонентов картона и дополнительная модификация готовых листов материала (вар. 2) позволяет понизить истираемость картона марки С на 35 %, а СЦМ – на 50 %. Таким образом, из рис. 5.29 видно, что модификация материалов на различных стадиях технологического процесса производства картонов обеспечивает понижение относительной истираемости во влажном состоянии уже при минимальном времени обработки (t_обр = 3 мин). Дальнейшая плазменная обработка в течение t_обр = 7-10 мин приводит к повышению истираемости, что является нежелательным в стелечных картонах и влечет за собой ухудшение качества вырубленных из них деталей.

Экспериментальные исследования показали, что наибольший эффект в модификацию наружной поверхности волокнистых материалов вносят ионная бомбардировка и рекомбинация ионов. Внутренняя поверхность капиллярно-пористых материалов модифицируется за счет рекомбинации ионов, возникающих в результате зажигания несамостоятельного разряда внутри пор.

Поэтому различие режимов обработки определяется капиллярно-пористой структурой материалов. Чем меньше удельный объем пор и капилляров, тем меньше эффект объемной обработки. Проведенные измерения показали, что в процессе обработки образцы картона подвергались воздействию ионных потоков со средней энергией ионов от 70 до 100 эВ при плотности ионного тока 0,1 - 3 А/м², напряженности магнитного поля от 30 – 200 А/м. Температура образца при этих параметрах изменялась от 20 до 100 ⁰С.

Под воздействием ВЧЕ плазмы пониженного давления на обувной картон в структуре материала наблюдается разволокнение, увеличение диаметра волокон до 18,7 мкм, некоторое уменьшение диаметра пор (до 13 мкм). С увеличением толщины волокон разрывная нагрузка картонов снижается почти в 2 раза, разрывная нагрузка материала с каучуковым связующим также уменьшается, но в меньшей степени (40-45 %).

Причинами, вызывающими изменение разрывной нагрузки волокнистых материалов при изменении толщины волокон является:

- изменение числа волокон в единицу сечения материала;

- нарушение однородности распределения волокон в листе.

При увеличении толщины волокон суммарная поверхность волокон сокращается, площадь контакта связующего с волокном снижается и число склеек в материале уменьшается. Все это приводит к снижению разрывной нагрузки.

Изменение механических свойств картонов связано с тепловым воздействием плазмы на проклеивающие материалы. Для картонов марки ЗМ-1 (партия 118) и ЗМ-1 в качестве клеевой составляющей используется ПВА – дисперсия, температура размягчения которой - 28 ˚С, в связи с этим при мощности разряда более W_р = 1,4 кВт происходит падение прочности материала как в машинном, так и поперечном направлении.

В обеспечении качества готовых изделий важную роль играют показатели физических свойств материалов. Для обувных картонов наиболее значимым является показатель намокаемости. На рис. 5.30, 5.31 приведены кривые относительной намокаемости (Н/Н_к) картонов марки ЗМ-1, ЗМ-1 (партия 118 и 186) и СЦМ.

Из рис. 5.30 и 5.31 видно, что при модификации с помощью НТП пониженного давления обувных картонов и их волокнистых компонентов (вар. 2) показатели относительной намокаемости картонов марки ЗМ-1, ЗМ-1 (партия 118 и 186) и СЦМ идентичны; уменьшаясь, Н/Н_к достигает своего минимального значения для рассматриваемых обувных картонов при обработке в течение t_обр = 5 мин и далее увеличивается, но значения контрольного образца достигает только показатель относительной намокаемости картона марки СЦМ при W_р = 2,01 кВт и продолжительности модификации t_обр = 10 мин. При обработке только готовых листов картона (вар. 1) показатели намокаемости картона марки СЦМ увеличиваются и только при W_р = 2,01 кВт и продолжительности модификации t_обр = 10 мин уменьшаются на 10 %. При данном варианте обработки картонов марки ЗМ-1, ЗМ-1 (партия 118 и 186) существенных изменений показателей относительной намокаемости не достигается.

Влияние времени обработки плазмой на относительную сорбцию (С/С_к) картона марки СЦМ показано на рис. 3.32, десорбцию водяных паров (Д/Д_к) на рис. 5.33 при P = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, плазмообразующий газ аргон.

Н/Нк

Рис. 5.30. Зависимость изменения относительной намокаемости обувных картонов от времени НТП обработки при W_р = 1,07 кВт

	Н/Нк

Рис. 5.31. Зависимость изменения относительной намокаемости картона марки СЦМ от времени НТП обработки при W_р = 1,07 кВт

С/Ск

При первом варианте обработки и мощности разряда W_р = 1,07 кВт происходит монотонное увеличение относительной сорбции водяных паров (рис. 5.32) и при времени воздействия t_обр = 10 мин достигается максимальное значение С/С_к = 1,37. При мощности разряда W_р = 1,4 кВт максимальное значение относительной сорбции достигается при времени обработки t_обр = 7 мин и равно С/С_к = 1,58, а затем уменьшается до значения С/С_к = 1,5 при t_обр = 10 мин. При мощности разряда W_р = 2,01 кВт максимальное значение относительной сорбции, равное величине С/С_к =1,66, достигается при времени обработки t_обр = 5 мин и далее идет монотонное уменьшение до значения С/С_к = 1,58 при t_обр = 10 мин. При предварительной обработке с помощью НТП пониженного давления волокнистых компонентов обувных картонов и дополнительной модификации готовых листов материала (вар. 2) показатели сорбции водяных паров картона марки СЦМ при всех исследуемых мощностях разрядов уменьшаются и при обработке в течение t_обр = 5 мин достигают минимального значения, дальнейшая обработка при t_обр = 7-10 мин приводит к повышению С/С_к картона и при t_обр = 10 мин все результаты достигают значения необработанного образца.

Рис. 5.32. Зависимость изменения относительной сорбции водяных паров картона марки СЦМ от времени НТП обработки

Д/Дк

Рис. 5.33. Зависимость изменения относительной десорбции водяных паров картона марки СЦМ от времени НТП обработки

На рис. 5.33 показано влияние времени обработки плазмой и мощности разряда на относительную десорбцию водяных паров картона марки СЦМ. В первом варианте обработки при мощности разряда W_р = 1,07 кВт максимальное значение относительной десорбции водяных паров равно Д/Д_к = 2 при t_обр = 7 мин и остается таковым при дальнейшем увеличении времени обработки. При мощности разряда W_р = 1,4 кВт максимальное значение достигается также при t_обр = 7 мин и равно Д/Д_к = 2,4 и несколько снижается до значения Д/Д_к = 2,25 при t_обр = 10 мин. При мощности разряда W_р = 2,01 кВт относительная десорбция водяных паров, достигая величины Д/Д_к = 2,9 при t_обр = 3 мин, далее уменьшается до Д/Д_к = 2,6 при t_обр = 10 мин.

При воздействии ВЧЕ плазмы пониженного давления на обувной картон марки СЦМ и его волокнистые компоненты (вар. 2) характер кривых относительной десорбции водяных паров идентичен зависимостям, полученным по первому способу обработки (рис. 5.33).

Lу/Lк

Для стелечных картонов важным показателем при изготовлении и дальнейшей эксплуатации обуви является изменение линейных размеров материалов при увлажнении(L_у/L_к) и высушивании(L_в/L_к). На рис. 5.34 и 5.35 показано влияние времени обработки с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления и мощности разряда на изменение линейных размеров при увлажнении и высушивании стелечных картонов марки С и СЦМ при W_р = 1,07 кВт.

Рис. 5.34. Зависимость изменения линейных размеров стелечных картонов при увлажненииот времени НТП обработки

Анализируя полученные кривые на рис. 5.34, можно сделать вывод, что показатели изменения линейных размеров при увлажнениикартона марки С при первом и втором варианте обработки идентичны, они достигают своего минимального значения L_у/L_к при t_обр = 5 мин и далее не изменяются. Показатели изменения линейных размеров при увлажнениикартона марки СЦМ при первом варианте модификации увеличиваются и достигают максимального значения при t_обр = 5 мин, и при увеличении времени обработки до t_обр = 7 - 10 мин показатели L_у/L_к не изменяются; при втором варианте обработки значения изменения линейных размеров при увлажненииуменьшаются и при t_обр = 5 мин имеют минимальное значение, не изменяющиеся при увеличении времени обработки.

Из рис. 5.35 видно, что при модификации стелечных картонов и их волокнистых компонентов (вар. 2) с помощью НТП пониженного давления характер полученных кривых изменения линейных размеров при высушивании обеих марок картонов идентичен. При обработке в течение t_обр = 5 мин L_в/L_к картона марки СЦМ уменьшается на 30 %, картона марки С на 60 % и далее значения L_в/L_к не изменяются. При первом варианте обработки L_в/L_к картона марки С в течение всего времени обработки незначительно увеличивается, а значения L_в/L_к картона марки СЦМ наоборот уменьшается в течение обработки и при t_обр = 10 мин понижается на 10 %.

	Lв/Lк

Рис. 5.35. Зависимость изменения линейных размеров стелечных картонов при высушивании от времени НТП обработки

Таким образом, из рис. 5.34 и 5.35 видно, что НТП обработка материалов на разных стадиях получения картона позволяет стабилизировать линейные размеры готовых листов обувных картонов, а следовательно, и вырубленных деталей из него. Стабилизация линейных размеров листов картонов и вырубленных из них деталей обуви позволяет исключить из технологической последовательности изготовления обуви операцию фрезерования пяточной части стелек, связанную с подрезанием неровностей деталей в продольном или в поперечном направлении в связи с изменениями линейных размеров деталей, что отрицательно сказывается на качестве готовых изделий и ведет к дополнительным затратам времени.

Очень важен при оценке физических свойств пористых материалов показатель удельной внутренней поверхности, м²/г. Удельная поверхность обувного картона зависит от технологии производства и сырья. Известна также четкая линейная связь между волокнистой внутренней поверхностью материалов и их сорбционной способностью.

Большое значение во влагообменных процессах играет структура материалов, непосредственно контактирующих с увлажненной стопой - подкладочных и особенно стелечных. От степени пористости материала, характера распределения пор по радиусам зависят многие его свойства, и прежде всего гигроскопичность, паро-, влагопоглащение, паро-, влагоотдача, теплопроводность. Степень паропроницаемости материалов зависит от пористости, наличия сквозных капилляров, диаметра пор, уровня гидрофильности материала. При наличии только замкнутых пор материал не может обладать удовлетворительными гигиеническими свойствами. Высокая гидрофильность коллагеновых структурных элементов кожевенных волокон в сочетании с большой удельной поверхностью и наличием сквозных пор обеспечивает ей лучшие гигиенические свойства.

Улучшение физических свойств обувных картонов, модифицированных с помощью ВЧЕ плазмы пониженного давления, осуществляется за счет объемной обработки материала, которая позволяет регулировать размеры пор за счет процесса разволокнения.

Таким образом, воздействие ВЧЕ плазмы приводит к улучшению физико-механических свойств коллагенсодержащих и целлюлозосодержащих компонентов картона и готовых деталей из технических и обувных картонов. Анализ полученных экспериментальных данных позволяет сделать вывод, что варьированием параметров плазменной обработки и состава компонентов картонов можно значительно улучшить физико-механические свойства технических и обувных картонов.