Выбора материала для школьных полуботинок осенне-весеннего периода

ВВЕДЕНИЕ

Для обувной и кожгалантерейной промышленности характерна быстрая сменяемость ассортимента, поэтому всегда актуален вопрос разработки новых коллекций. Разработка изделий, соответствующих спросу потребителей, не только расширяет ассортимент продукции, обеспечивая большой выбор для покупателей, но и повышает конкурентоспособность и престижность торговой марки.

В условиях повышения требований к качеству обуви, постоянного обновления ассортимента материалов, особое значение имеет их обоснованный выбор, а также изучение методов оценки важнейших свойств материалов, обусловливающих их возможность удовлетворять потребности человека в изделиях.

Конфекционирование материалов тесно связано с конструированием и технологией производства обуви.  Процесс изготовления и эксплуатации обуви находится в прямой зависимости от свойств используемых материалов. Свойства материалов также в значительной степени определяют те или иные конструкторские решения, принимаемые в процессе проектирования изделия.

Конструкция обуви состоит из большого числа деталей верха и низа обуви, для которых применяются самые разнообразные материалы, существенно отличающиеся по строению и свойствам. Поэтому конфекционирование материалов является одним из наиболее ответственных этапов при производстве обуви, так как от правильного выбора материалов в значительной степени будет зависеть качество изделия, его внешний, формоустойчивость, трудоемкость изготовления.

Основной целью конфекционирование материалов для обуви является производство обуви высокого качества, конкурентоспособной в условиях рыночных отношений.  Это предусматривает комплексное решение проблемы рационального и правильного выбора материалов в пакеты верха и низа обуви,

основанное на глубоком знании ассортимента, свойств материалов и требований к обуви в целом и её отдельным деталям.

Качество изготовления обуви во многом определяется совершенствованием методов ее проектирования и производства, использованием последних достижений науки и техники на всех этапах проектных и производственных работ.

1. Целью данной курсовой работы является обоснование выбора материала для школьных полуботинок осенне-весеннего периода носки строчечно-литьевого метода крепления и исследование гигиенических свойств систем материалов. 
   РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ОБУВИ И МАТЕРИАЛАМ И ВЫБОР МОДЕЛИ

Изделия, используемые человеком, должны обладать определенным комплексом свойств. Качество изделия оценивается соответствием этого комплекса свойств требованиям потребителей. На комплекс свойств изделий влияют конструкция, форма, жесткость, износостойкость. Материал проявляет свои свойства в готовом эксплуатируемом изделии.

К повседневной обуви предъявляются требования ремонтопригодности, эргономичности и надежности. Их выполнение обеспечивается комплексом физических и механических свойств материалов, т.е. подбором более прочных, стойких к истиранию, изгибу и прорыву швом материалов. При выборе конструкционных материалов необходимо учитывать также эстетические свойства и придерживаться требований ГОСТ и ТУ на соответствующие материалы для верха и низа конкретного вида обуви.

1.1 Потребительские требования к обуви и материалам

Потребительские требования формируются в процессе потребления обуви. К ним относятся требования назначения, надежности, эргономические, эстетические, безопасности потребления.

Требования назначения определяют степень соответствия обуви целевому назначению, условиям эксплуатации, размерным и половозрастным характеристикам потребителя, его внешнему облику и психологическим особенностям. 

Данная группа требований включает в себя:

− требования социального назначения, которые отражают соответствие изделий сложившейся структуре общественных потребностей, а также их способность удовлетворять эту потребность. Они обусловлены объемом общественного потребления обуви разными группами населения, потребностью в отдельных видах обуви и соответствием выпускаемой обуви спросу, а также целесообразностью её производства и перспективой продажи с учетом сезонного спроса и в соответствии с оптимальным ассортиментом; 

− требования функционального назначения – это требования к выполнению обувью функции защиты ног человека от воздействия факторов окружающей среды, требования универсальности применения, т. е. возможности использования обуви конкретного назначения для других целей (например, использования обуви для активного отдыха – кроссовок, типа кроссовок – в качестве повседневной обуви). 

Эргономические требования определяют удобство пользования изделием в процессе эксплуатации, степень соответствия обуви антропометрическим, физиологическим и психофизиологическим особенностям организма человека, её соответствие санитарно-гигиеническим нормам, обеспечивающим комфортные условия микроклимата внутриобувного пространства.

Обувь по форме и размерам должна соответствовать анатомическому строению стопы, не препятствовать изменениям формы и размеров стопы во время ходьбы, бега, при различных кратковременных и продолжительных нагрузках. Конструкция обуви должна обеспечивать легкость надевания, надежность закрепления на ноге и удобство при снятии с ноги, а также нормальное выполнение стопой функций опоры, движения и физиологического обмена. Обувь должна быть удобной, соответствовать силовым и энергетическим возможностям человека, быть легкой и достаточно гибкой. Жесткая и тяжелая обувь требует от человека больших затрат энергии при ходьбе, беге, выполнении работ, вызывая быстрое его утомление.

Основным гигиеническим требованием к материалам для обуви является наличие пористой структуры. Пористые материалы имеют меньшую массу и теплопроводность, чем непористые, на их производство затрачивается меньше сырья. Материалы, имеющие разветвленную пористую структуру с взаимосвязанными порами паро-, воздухо- и влагопроницаемы. Для деталей верха, подкладки и стелек, которые должны поглощать потовыделения стопы необходимо применять гидрофильные материалы. Обувь должна создавать необходимый микроклимат и комфортные условия для стопы в обуви, т.е. обеспечивать и поддерживать оптимальную температуру и влажность внутриобувного пространства.

 Обувь должна  быстро поглощать и выводить  наружу или отводить от стопы  выделяемую ею влагу. Для этого  при изготовлении обуви применяют  материалы с определенным комплексом  свойств – гигроскопичностью, влагопоглощением, паропроницаемостью, влагоотдачей. Обувь  также не должна пропускать  внутрь наружную атмосферную  влагу.

Внутренняя поверхность обуви должна быть гладкой, без морщин, складок, рубцов, способных вызывать болевые ощущения и травму стопы. Низ обуви должен быть достаточно прочным и твердым, чтобы защищать стопу от неровностей грунта, должен обеспечивать устойчивость при ходьбе, не скользить, обладать амортизирующими свойствами.

Требования надежности определяют степень сохранения качества обуви в процессе её эксплуатации, способность обуви выполнять заданные функции в течение определенного времени. Требования надежности обуви конкретизируются в требованиях к её безотказности, долговечности, сохраняемости и ремонтопригодности.

Требования безотказности выражаются в сохранении обувью своих функций в течение определенного времени и характеризуются гарантийным сроком носки обуви. Обувь должна выдерживать достаточно длительные сроки носки без разрушения, т.е. быть долговечной. Её детали и узлы должны быть прочными и надежными в эксплуатации, износостойкими.  Конструкция обуви должна быть формоустойчивой, т.е. сохранять в процессе эксплуатации и хранения свою первоначальную форму и внешний вид. Обувь должна быть ремонтопригодной, т.е. обеспечивать возможность обнаружения, ремонта или замены изношенных деталей, восстановления первоначального внешнего вида существующими методами и техническими средствами.

Материалы должны обладать способностью сохранять исходные свойства при носке, чтобы обеспечить гарантированный срок эксплуатации изделия, должны быть прочными, устойчивыми к многократным механическим воздействиям, истиранию, проколу, срезу, действию светопогоды, обладать определенной жесткостью и твердостью. 

Эстетические требования предъявляют к образной выразительности обуви, гармоничности и рациональности её формы, композиционной целостности конструкции и надлежащему товарному виду. Обувь должна соответствовать современному направлению моды, быть оригинальной. Художественное решение обуви, её силуэт, пластика, пропорции, характер линий, цвет и декор должны подчеркивать и создавать единство композиции. Обувь должна быть тщательно обработана и отделана.

Материалы для обуви должны иметь привлекательный внешний вид, ровную поверхность и окраску, соответствовать требованиям моды на определенный период времени по цвету, фактуре поверхности, блеску, отделке и т.п., обладать способностью к реставрации поверхности. Покрытые кожи должны быть стойкими к свету, влаге и поту. Пленка, краски и аппретуры не должны отставать от лица при повторных изгибах и мокром трении. 

Требования безопасности потребления отражают степень защищенности человека от воздействия опасных и вредных факторов в процессе потребления обуви. Требования безопасности потребления включают в себя требования безвредности, характеризующие отсутствие вредного воздействия обуви на организм человека, и требования защищенности, характеризующие эффективность защиты организма от вредных воздействий окружающей среды. Обувные материалы не должны содержать веществ, оказывающих неблагоприятные воздействия на стопу или организм человека в целом. Обувь должна оказывать эффективную защиту стопы от механических воздействий и агрессивных сред.

Материалы должны обладать экологическими свойствами, т. е. обеспечивать выделения различных веществ в количествах, допущенных нормативной документацией

1.2 Производственные требования к обуви и материалам

Производственные требования формируются в процессе производства обуви и определяют степень технического совершенства конструкции обуви и технологии изготовления с учетом затрат на её производство и потребление.

  К ним относятся требования  технологичности, экономичности, стандартизации  и унификации.

Технологические требования – это группа требований, которые предъявляет к материалам процесс производства обуви. Эти требования зависят от характера технологических процессов изготовления изделия, величин усилий и способов их приложения, параметров окружающей среды и т.п.

Процесс производства обуви в общей схеме состоит из следующих групп операций: раскрой плоского материала; скрепление материалов; формование деталей или изделий; отделка изделий. Каждая из этих групп операций предъявляет свои требования к материалам, обеспечение которых при массовом производстве и современной технологии позволяет улучшить качество изделий и повысить производительность труда.

Требования раскроя и резания. Материал должен обеспечивать наименьшее количество отходов при раскрое, обладать равномерной структурой, правильной формой. Таким требованиям в большей степени соответствуют рулонные материалы.  Натуральная кожа из-за неправильной формы, неравномерной структуры и наличия пороков не в полной мере соответствует требованиям раскроя. 

Материал должен обладать определенной твердостью и жесткостью для удобства резания.  Кроме того, материал не должен осыпаться по краям.

Требования скрепления. Для данного метода используют материалы одинаковой толщины по всему периметру затяжной кромки. Должны строго соблюдаться нормативы спуска под строчку. Желательно, чтобы заготовка по линии затяжной кромки имела мало швов, иначе в процессе литья могут образовываться литники. Обязательным условием является совпадение контура затянутой обуви и пресс-формы. Чтобы в процессе литья полиуретановая композиция не проникала внутрь заготовки, необходимо использовать плотные материалы.

Требования формования. Для формования материал должен обладать термостойкостью, комплексом упруго-пластических свойств (пластические свойства нужны для придания формы, упругие – для сохранения этой формы), а также значительной деформационной способностью (не менее 30 %).

Всем этим требованиям наиболее полно соответствует натуральная кожа. 

Требования отделки. Материал должен обладать способностью восстанавливать фактуру и свойства после механических обработок, а также адгезией к лакам, воскам, отделочным аппретурам, должен хорошо чиститься.

Экономические требования определяют экономическую целесообразность использования конкретного материала для конкретного вида обуви, устанавливают стоимость изделия (цену, материалоемкость, трудоемкость и др.).

При выборе материала на изделие необходимо прогнозировать возможность (при данной технологии и оборудовании) безотходного или малоотходного его использования, а также соразмерять стоимость материала с комплексом его свойств.

Требования стандартизации и унификации определяют степень соответствия свойств материалов требованиям ГОСТа, ОСТа, ТУ и др. нормативным документам. 

2. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ

В соответствии с темой курсовой работы выбрана модель школьных полуботинок осенне-весеннего периода носки строчечно-литьевого метода крепления. Данная модель изготавливается по ГОСТ 26165-2003 «Обувь детская. Общие технические условия» [1]. Обувь используется для носки на улице и в помещении.

Так как метод крепления верха с низом строчечно-литьевой, используются заготовки с втачной стелькой, которые формуются внутренним способом формования. Втачная стелька пристрачивается к заготовке по всему периметру. Такие заготовки называются объёмными.

Конструкция представляет собой полуботинки с боковыми резинками и состоит из следующих деталей: составной союзки, обсоюзки, берцев и задинки. Для улучшения внешнего вида на берцах и задинке предполагается наличие настрочных швов.

Верхний кант в пяточной части выполняется в выворотку с мягкой вставкой из поролона, а передний край союзки – взагибку.

Соединение деталей верха производится ниточными швами. Обсоюзка и союзка сострачиваются двурядным швом. Таким же швом соединяются берцы и составные части союзки.

Для соединения внутренних деталей верха обуви применяются перемёточные и настрочные швы.

Предполагаемый материал верха-натуральная кожа, окрашенная в чёрный цвет.

Для прикрепления подошвы используется прямое литьё.

В таблице 2.1 приведен перечень деталей выбранной модели.

Таблица 2.1 – Перечень деталей модели

Продолжение таблицы 2.1

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗДЕЛИЕ

Межподкладка служит для придания равномерной тягучести деталям верха и повышения формоустойчивости готовой обуви. Поэтому материал для межподкладки должен обладать высокой прочностью, малой тягучестью и плотностью.

Материалы для подносков должны хорошо формоваться, прочно соединяться клеями с материалами верха и подкладки. Эстетические и гигиенические требования к подноску не предъявляются.

 Материалы  для задников должны легко  формоваться, быть формоустойчивыми, упругими, стойкими к оседанию  под действием торцевых усилий.

Для обеспечения хорошей приформовываемости к стопе материал стельки должен быть мягким и пластичным.

Основными требованиями к подошвенным материалам являются высокое сопротивление истиранию и многократному изгибу, водонепроницаемость, хорошее сцепление с грунтом, твёрдость, амортизационная способность, низкая теплопроводность, низкая масса при повышенной толщине.

1. Обоснование выбора материалов для наружных деталей верха обуви

Разный характер работы деталей из кожи на этапе эксплуатации обуви требует применения различающихся по свойствам материалов.

Для всех деталей верха обуви обычно применяют материал одного вида, только иногда комбинируют два вида материала. При использовании кожи некоторое различие в требованиях к деталям верха обуви учитывается подбором её толщины, плотности и тягучести.

К материалам для союзки предъявляют более жёсткие технологические и потребительские требования, чем для других деталей, так как союзка работает в более сложном силовом поле, как при изготовлении обуви, так и при её эксплуатации. Именно в данной зоне происходит наибольшая вытяжка заготовки верха обуви при формовании и максимальный многократный изгиб при носке. Поэтому материал союзки должен обладать достаточной жёсткостью, чтобы обеспечить необходимую формоустойчивость, но при этом не оказывать значительного давления на стопу. Материал должен обладать высокой способностью к растяжению, определённой пластичностью и упругостью.

С точки зрения гигиенических требований материал для верха обуви должен обеспечивать нормальный микроклимат внутриобувного пространства, то есть быть водостойким с лицевой стороны, термо- и морозостойким, иметь низкую теплопроводность, быть паропроницаемым, гигроскопичным, иметь высокие показатели влагопоглощения и влагоотдачи. Материал для верха обуви не должен выделять вредные и опасные вещества, которые могут вызвать заболевания кожи и других органов.

Для обеспечения надёжности материал для верха обуви должен обладать высоким сопротивлением к многократному изгибу, достаточной прочностью при растяжении, возможностью устранения дефектов, возникающих на его поверхности во время эксплуатации обуви.

Детали верха соединяют в основном ниточными швами, поэтому материал должен иметь высокое сопротивление к прорубанию иглой. Также материал для деталей верха должен иметь ровную поверхность и привлекательный внешний вид.

На детали верха в соответствии с ГОСТ 26165-2003 «Обувь детская. Общие технические условия» для школьных полуботинок рекомендуются следующие материалы: Кожа для верха обуви по ГОСТ 939, ГОСТ 9705 (лаковая), ГОСТ 3717 (замша), ГОСТ 1838 (из бахтармяного спилка), кожи эластичные, с волосяным покровом, из бахтармяного спилка с полиуретановым покрытием, куски кожевенные по техническим документам.

Юфть сандальная по ГОСТ 485.

Винилискожа-НТ обувная «Отдых» по ГОСТ 28143.

Искожа-НТ обувная с подкладкой, уретанискожа-Т обувная, ви- нилискожа-Т обувная, винилискожа-Т замшевая обувная, винилуретанискожа-ТР обувная, кожа искусственная обувная дублированная, замша искусственная обувная электростатического производства, материал дублированный многослойный обувной, кораблинский шелк, дублированный с малимо и шотландкой, полотно нетканое холстопрошивное обувное по техническим документам.

Синтетическая кожа обувная (марки 1, 2), синтетическая кожа велюр по ГОСТ 28144, кожа синтетическая мягкая НТ, синтетическая кожа МСК по техническим документам.

Искусственные кожи, дублированные поролоном зарубежного производства.

Ткани хлопчатобумажные, шерстяные и полушерстяные по ГОСТ 19196.

Нетканые и дублированные материалы, материал текстильный обувной с полимерной пропиткой, обувной тонкошерстный войлок, фетр, капроновая сетка, триплированные материалы (лицевой слой - трикотажное полотно или ткань из искусственных волокон; подкладка - трикотажное полотно), трикотажное полотно по техническим документам.

Следует исключить из рассмотрения следующие материалы: ткани хлопчатобумажные, шерстяные и полушерстяные по ГОСТ 19196, нетканые и дублированные материалы, материал текстильный обувной с полимерной пропиткой, обувной тонкошерстный войлок, фетр, капроновая сетка, триплированные материалы (лицевой слой - трикотажное полотно или ткань из искусственных волокон; подкладка - трикотажное полотно), трикотажное полотно по техническим документам, так как они не удовлетворяют физико-механическим и гигиеническим свойствам, а также не соответствуют условиям носки для обуви осенне-весеннего периода носки.

Кожа по ГОСТ 9705 (лаковая), ГОСТ 1838 (из бахтармяного спилка), кожи эластичные, с волосяным покровом, из бахтармяного спилка с полиуретановым покрытием, куски кожевенные по техническим документам, юфть сандальная по ГОСТ 485 не соответствуют эстетической задумке для данной модели.

Кожа по ГОСТ 3717 (замша) является дефицитным и дорогостоящим материалом.

Винилискожа-НТ обувная «Отдых» по ГОСТ 28143, искожа-НТ обувная с подкладкой, уретанискожа-Т обувная, винилискожа-Т обувная, винилискожа-Т замшевая обувная, винилуретанискожа-ТР обувная, кожа искусственная обувная дублированная, замша искусственная обувная электростатического производства, материал дублированный многослойный обувной, кораблинский шелк, дублированный с малимо и шотландкой, полотно нетканое холстопрошивное обувное по техническим документам, синтетическая кожа обувная (марки 1, 2), синтетическая кожа велюр по ГОСТ 28144, кожа синтетическая мягкая НТ, синтетическая кожа МСК по техническим документам, искусственные кожи, дублированные поролоном зарубежного производства обладают низкими по сраснению с натуральными кожами гигиеническими свойствами, неудовлетворительными формовочными свойствами и приформовываемостью.

Таким образом, наиболее целесообразно для наружных деталей верха использовать кожи по ГОСТ 939. В соответствии с ГОСТ 939 выбираются следующие виды натуральных кож: полукожник, яловка, выросток, так как такие кожи как жеребёнок, верблюжонок, шеврет и шевро являются дефицитным и дорогостоящим сырьём.

Показатели физико-механических и гигиенических свойств этих материалов представлены в таблице 3.1. Стоимостные показатели натуральных кож представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.1 – Показатели физико-механических и гигиенических свойств материалов для верха обуви

Таблица 3.2 – Стоимостные показатели материалов для верха обуви

Анализируя данные таблиц 3.1 и 3.2 для наружных деталей верха наиболее целесообразно использовать полукожник по ГОСТ 939, так как он обладает необходимыми физико-механическими и гигиеническими свойствами и приемлемой ценой.

2. Обоснование выбора материалов для внутренних деталей верха обуви

Условия эксплуатации подкладочных материалов определяются непосредственным контактом их со стопой и меньшим, чем для верха, влиянием факторов окружающей среды.

Подкладочные материалы должны иметь большую, чем материалы для верха обуви, паро- и влагопроницаемость, гигроскопичность и влагоотдачу, а также высокое сопротивление истиранию и стойкость к действию пота.

Подкладка в обуви скреплена с верхом, и под влиянием усилий они работают как единая система. Исходя из этого необходимо, чтобы материал подкладки обладал приблизительно таким же комплексом механических свойств, как и материал верха.

Эстетические требования для материалов подкладки менее важны, чем для материалов верха обуви.

Материалы для подкладки должны хорошо соединяться с другими материалами клеем и нитками, воспринимать наносимые красочные клейма, не быть маркими.