Разработка требований к материалам для наружных деталей верха обуви

Материалы, из которых предполагается изготавливать такие детали как носок, союзка, берец, задинка и др., должны прежде всего предохранять стопу от внешних механических воздействий и климатических факторов (функциональность), обеспечивать удобство пользования обувью (эргономичность), обладать износостойкостью (надежность). Чтобы обувь пользовалась спросом, материалы верха должны иметь красивый и современный вид лицевой поверхности, по фактуре и цветовой гамме соответствовать направлениям моды в области отделки (эстетические свойства). Технология производства обуви диктует свои требования к обувным материалам, и они иногда бывают, противоположны потребительским требованиям. Массовый характер производства обуви требует максимально возможного постоянства механических и физических свойств материала по площади и толщине (особенно деформационно-прочностных).

Детали верха в открытых туфлях и полуботинках достаточно плотно охватывают стопу, и за счет сил трения между обувью и стопой, обеспечивают удержание обуви на стопе (антропометрическое соответствие). В сапогах и ботинках с высокими берцами это менее важно.

 Материалы наружных деталей верха, охватывая стопу, должны при ее работе в области плюсно-фалангового сочленения легко поддаваться растяжению и изгибу. Однако только небольшая часть этой деформации должна быть необратимой и обеспечить приработку формы обуви к стопе. Остальная часть деформации должна исчезать, иначе обувь быстро потеряет исходную форму и соответственно товарный вид. Величина деформации материала верха обуви напрямую зависит от величины прилагаемой человеком нагрузки и от жесткости материала (способности материала сопротивляться изменению линейных размеров под действием внешней силы). В основном это определяется механическими свойствами, которые зависят от их грубой и тонкой структуры и технологии получения обувных материалов.

 Жесткость деталей верха зависит от толщины, плотности и структуры материала и характеризует способность материала сопротивляться растяжению и изгибу.

 Для обеспечения формоустойчивости обуви при эксплуатации изделия, повышают жесткость узла верха за счет грамотного подбора подкладки и промежуточных деталей.

Во время движения при изгибе стопы в области обуви, охватывающей плюсно-фаланговое сочленение (союзка или переда сапог), образуются складки. Во впадинах складок происходит образование мелких трещин и со временем материал верха обуви разрушается. Качественные обувные материалы выдерживают более 5 миллионов повторных изгибов до повреждения, что примерно соответствует 1,5 годам эксплуатации обуви.

Носочная часть узла верха обуви подвергается ударам и трению о внешние предметы, поэтому лицевой слой материала часто повреждается, т.к. появляются царапины, сдиры. Особенно это заметно в детской обуви, которая носится более интенсивно. Поэтому материал для наружных деталей верха должен иметь лицевое покрытие, устойчивое к деформациям сжатия (удара) и сдвига. Значительную роль при этом могут сыграть амортизационные свойства всей системы носочной части обуви (особенно жесткий подносок). Если эта система при ударе упруго деформируется, то значительная часть силы удара пойдет на деформацию и только часть на локальное сжатие материала. В случае если подносок не поддается деформации, то вся сила удара сконцентрируется на небольшом участке материала, и он может быть просечен.

Менее ответственные детали обуви (берец, задинка, голенища) испытывают при движении значительно меньшие силовые нагрузки. Однако в силу особенностей строения тазобедренного и голеностопного суставов ноги у некоторых людей, движущаяся стопа проходит очень близко к стоящей стопе, и иногда задевает ее пяточной частью. При этом детали обуви, лежащие с внутренней стороны ноги, соприкасаются отдельными участками и истираются, а так как мягкие и эластичные наружные детали наклеены на жесткие каркасные детали (задники и подноски), то их истирание идет более интенсивно.

Из климатических факторов окружающей среды воздействующих на наружные детали верха обуви следует выделить следующие:

– перепады температур, особенно в зимний период (морозостойкость полимерных покрытий для натуральных и искусственных мягких кож);

– действие атмосферной влаги, пыли, грязи, антигололедных реагентов;
     – действие солнечной радиации, УФ-лучей, окислителей (озон, кислород, свободные радикалы) вызывающих естественное старение материала, которое проявляется в изменении цвета его поверхности, потере блеска покрытия, потере эластичности и прочности и пр.

При высокой температуре и повышенной влажности возникает проблема защиты материалов от биоповреждений микроорганизмами (в основном грибковой плесенью).

Таким образом, материалы для наружных деталей верха обуви должны отвечать следующим требованиям:

– функциональные требования: защита от механических воздействий (предел прочности при растяжении, ударопрочность, стойкость к просеканию острым предметом); влагозащитные свойства (намокаемость, водопромокаемость и водопроницаемость в статических и динамических условиях); теплозащитные свойства (теплопроводность, суммарное тепловое сопротивление);

– эргономические требования: гигиенические свойства (воздухо- и паропроницаемость, гигроскопичность, влагоотдача, пароёмкость, влагоёмкость); психо-физиологические свойства (жесткость, упругость, пластичность, толщина, поверхностная плотность);

– эстетические требования: соответствие тенденциям моды по цветовой гамме и фактуре лицевой поверхности материала верха; натуральность внешнего вида и приятная теплая на ощупь поверхность материала (термин «гриф»); совершенство производственного исполнения (товарный вид без дефектов); эластичность, мягкость, гибкость;

– эксплуатационные требования (надежность): устойчивость к многократному растяжению и изгибу; предел прочности при растяжении; напряжение при появлении трещин лицевого слоя; удлинение при разрыве и при напряжении 10 МПа; гигротермическая устойчивость и температура сваривания (для обувных кож); линейная усадка; устойчивость покрытия к мокрому трению; устойчивость окраски к сухому и мокрому трению (маркость) – определяется при сравнении с эталоном; адгезия покрывной пленки (к кожам для верха обуви); липкость лакового покрытия;

– технологические требования выдвигаются основными стадиями технологии сборки обуви: раскрой материалов на детали верха обуви – предварительная обработка деталей – сборка заготовок обуви –формование заготовок обуви – прикрепление узла низа обуви – отделка обуви. Так при раскрое важно, чтобы в процессе резки обувных кож при нагреве в месте контакта не происходило плавления полимерного покрытия и прилипания к резаку (важен показатель термостойкости покрытия на кожах), а при раскрое обувных тканей возможно осыпание с краев нитей (характерно для шелковых тканей). При формовании заготовки верха на колодку на обувной материал одновременно воздействуют силовое давление, температура и повышенная влажность. Если качество материала не соответствует параметрам и режимам данной обработки, возможны изменение цвета и проявление липкости полимерного покрытия, а также линейная усадка деталей верха обуви;

– экономические требования сводятся в основном к снижению себестоимости обувных материалов с учетом затрат на его производство и реализацию производителем;

– требования безопасности к материалам и изделиям, потребляемым человеком в повседневной жизни можно свести к следующим позициям:

– материалы (изделие) не должен содержать токсичных для человека веществ, например, в соответствии с санитарными правилами Гигиенический норматив (СанПиН) допускает миграцию в водную среду из кожи для подкладки обуви в количестве не более (мг/л): 0,1 формальдегид; 0,01 фенол; 0,05 хром (+6) и 0,05 серебро (+1). Материал верха обуви должен также обеспечивать механическую, электрическую и биохимическую безопасность стопе человека;

– требования стандартизации заключается в наличии сертификата производителя продукции, по которому гарантируется соответствие основных показателей качества обувного материала (в основном показатели химического состава и физико-механических свойств) действующей на данный момент в РФ нормативно-технической документации;

– экологические требования к материалам производств текстильной и легкой промышленности регламентируют защиту окружающей среды от загрязнений при их производстве, эксплуатации и утилизации после выхода из употребления изделий на их основе;

– социальные требования к материалам определяются назначением изделия, где обязательно учитывается социальный адрес потребителя и сезонность эксплуатации.