1 MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Danuta Szczepaniak OkreÅ›lanie materiałów na spody obuwia 744[02].O2.04 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji PaÅ„stwowy Instytut Badawczy Radom 2007 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego Recenzenci: mgr in\. Ewa JasiÅ„ska dr in\. Jadwiga Rudecka Opracowanie redakcyjne: in\. Danuta Szczepaniak Konsultacja: dr in\. Jacek Przepiórka Poradnik stanowi obudowÄ™ dydaktycznÄ… programu jednostki moduÅ‚owej 744[02].O2.04 OkreÅ›lanie materiałów na spody obuwia , zawartego w moduÅ‚owym programie nauczania dla zawodu obuwnik. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji PaÅ„stwowy Instytut Badawczy, Radom 2007 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 1 SPIS TREÅšCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstÄ™pne 5 3. Cele ksztaÅ‚cenia 6 4. MateriaÅ‚ nauczania 7 4.1. Charakterystyka materiałów skóropodobnych na spody obuwia 7 4.1.1. MateriaÅ‚ nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 12 4.1.3. Ćwiczenia 12 4.1.4. Sprawdzian postÄ™pów 13 4.2. Charakterystyka tworzyw sztucznych na elementy spodów obuwia 14 4.2.1. MateriaÅ‚ nauczania 14 4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 21 4.2.3. Ćwiczenia 21 4.2.4. Sprawdzian postÄ™pów 22 4.3. Charakterystyka wyrobów gumowych 23 4.3.1. MateriaÅ‚ nauczania 23 4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 31 4.3.3. Ćwiczenia 31 4.3.4. Sprawdzian postÄ™pów 33 5. Sprawdzian osiÄ…gnięć 34 6. Literatura 39 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 2 1. WPROWADZENIE Poradnik bÄ™dzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o materiaÅ‚ach nieskórzanych stosowanych na spody obuwia. W poradniku zamieszczono: wymagania wstÄ™pne, czyli wykaz niezbÄ™dnych umiejÄ™tnoÅ›ci i wiedzy, które powinieneÅ› mieć opanowane, aby przystÄ…pić do realizacji tej jednostki moduÅ‚owej, cele ksztaÅ‚cenia tej jednostki moduÅ‚owej, materiaÅ‚ nauczania (rozdziaÅ‚ 4), który umo\liwia samodzielne przygotowanie siÄ™ do wykonania ćwiczeÅ„ i zaliczenia sprawdzianów. obejmuje on równie\ ćwiczenia, które zawierajÄ… wykaz materiałów, narzÄ™dzi i sprzÄ™tu potrzebnych do ich realizacji. Przed ćwiczeniami zamieszczono pytania sprawdzajÄ…ce wiedzÄ™ potrzebnÄ… do ich wykonania, po ćwiczeniach zamieszczony zostaÅ‚ sprawdzian postÄ™pów. WykonujÄ…c sprawdzian postÄ™pów powinieneÅ› odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza, \e opanowaÅ‚eÅ› materiaÅ‚ albo nie, sprawdzian osiÄ…gnięć, w którym zamieszczono instrukcjÄ™ dla ucznia oraz zestaw zadaÅ„ testowych sprawdzajÄ…cych opanowanie wiedzy i umiejÄ™tnoÅ›ci z zakresu caÅ‚ej jednostki. Zamieszczona zostaÅ‚a tak\e karta odpowiedzi, wykaz literatury obejmujÄ…cy zakres wiadomoÅ›ci dotyczÄ…cych tej jednostki moduÅ‚owej, która umo\liwi ci pogÅ‚Ä™bienie nabytych umiejÄ™tnoÅ›ci. Je\eli masz trudnoÅ›ci ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproÅ› nauczyciela lub instruktora o wyjaÅ›nienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz danÄ… czynność. Jednostka moduÅ‚owa OkreÅ›lanie materiałów na spody obuwia , której treść teraz poznasz stanowi jeden z elementów moduÅ‚u 744[02].O2 Surowce, półprodukty i materiaÅ‚y obuwnicze , którego struktura jest zilustrowana na schemacie zamieszczonym na stronie 4. BezpieczeÅ„stwo i higiena pracy W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeÅ„stwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpo\arowych wynikajÄ…cych z rodzaju wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 3 744[02].O2 Surowce, półprodukty i materiaÅ‚y obuwnicze 744[02].O2.01 OkreÅ›lanie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci surowców i skór wyprawionych do produkcji obuwia 744[02].O2.02 Zastosowanie materiałów włókienniczych w procesie wytwarzania obuwia 744[02].O2.03 Charakteryzowanie tworzyw 744[02].O2.04 skóropodobnych stosowanych OkreÅ›lanie materiałów na w produkcji obuwia spody obuwia 744[02].O2.05 Dobieranie materiałów pomocniczych do produkcji obuwia Schemat ukÅ‚adu jednostek moduÅ‚owych Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 4 2. WYMAGANIA WSTPNE PrzystÄ™pujÄ…c do realizacji programu jednostki moduÅ‚owej powinieneÅ› umieć: charakteryzować zagro\enia zwiÄ…zane z wykonywanÄ… pracÄ…, stosować obowiÄ…zujÄ…ce procedury postÄ™powania w przypadku zagro\enia po\arowego, stosować podrÄ™czny sprzÄ™t oraz Å›rodki gaÅ›nicze zgodnie z instrukcjÄ… dotyczÄ…cÄ… ochrony przeciwpo\arowej, okreÅ›lać zasady ochrony Å›rodowiska, stosować odzie\ ochronnÄ… oraz Å›rodki ochrony indywidualnej w zale\noÅ›ci od rodzaju wykonywanej pracy, okreÅ›lać zagro\enia dla zdrowia i \ycia pracowników, zwiÄ…zane z wykonywanÄ… pracÄ…, okreÅ›lać u\ytkowe funkcje obuwia, charakteryzować rozwój rzemiosÅ‚a i przemysÅ‚u obuwniczego, dokonywać podziaÅ‚u obuwia ze wzglÄ™du na rodzaj, przeznaczenie, sezonowość oraz wiek u\ytkowników, okreÅ›lać rodzaje i zasady oznaczania wielkoÅ›ciowych grup obuwia, charakteryzować elementy obuwia oraz wymagania technologiczne, sporzÄ…dzać zestawienie części skÅ‚adowych ró\nych typów i rodzajów obuwia. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 5 3. CELE KSZTAACENIA W wyniku realizacji programu jednostki moduÅ‚owej powinieneÅ› umieć: scharakteryzować proces produkcji skór wtórnych, rozró\nić materiaÅ‚y na spody obuwia ze wzglÄ™du na rodzaj stosowanych surowców, scharakteryzować surowce do produkcji tworzyw sztucznych na spody obuwia, okreÅ›lić skÅ‚ad mieszanki surowcowej do produkcji gumy, scharakteryzować najczęściej wystÄ™pujÄ…ce wady materiałów spodowych, rozró\nić wady materiałów na spody obuwia, okreÅ›lić przydatność materiałów na spody obuwia ze wzglÄ™du na jego sezonowość i przeznaczenie, posÅ‚u\yć siÄ™ normami i warunkami technicznymi dotyczÄ…cymi jakoÅ›ci materiałów, półproduktów i wyrobów. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 6 4. MATERIAA NAUCZANIA 4.1. Charakterystyka materiałów skóropodobnych na spody obuwia 4.1.1. MateriaÅ‚ nauczania MateriaÅ‚om przeznaczonym do produkcji części skÅ‚adowych spodów obuwia stawia siÄ™ inne wymagania ni\ materiaÅ‚om wykorzystywanym do produkcji wierzchów obuwia. DominujÄ…cÄ… wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciÄ… wymaganÄ… od materiałów wierzchnich jest ich higieniczność. Od materiałów stosowanych na spody wymaga siÄ™ natomiast, aby charakteryzowaÅ‚y siÄ™ du\Ä… wytrzymaÅ‚oÅ›ciÄ… na Å›cieranie i wielokrotne zginanie. Z tego te\ wzglÄ™du do produkcji części spodowych stosuje siÄ™ w zdecydowanej wiÄ™kszoÅ›ci materiaÅ‚y zastÄ™pcze, które z powodzeniem zastÄ™pujÄ… skórÄ™ naturalnÄ…. Obecnie szacuje siÄ™, \e na spody obuwia przeznacza siÄ™ zaledwie 8-12% skór naturalnych, pozostaÅ‚Ä… ilość stanowiÄ… gumy, tworzywa sztuczne i inne materiaÅ‚y spodowe. MateriaÅ‚y przeznaczone na spody obuwia muszÄ… siÄ™ charakteryzować odpowiednimi wskaznikami fizykomechanicznymi [6, s. 266]. Do nich zalicza siÄ™ m.in.: grubość pomiaru dokonuje siÄ™ gruboÅ›ciomierzem pÅ‚ytkowym; arkusze mierzy siÄ™ w czterech miejscach, w odlegÅ‚oÅ›ci nie mniejszej ni\ 25 mm od brzegu; podeszwy formowane w części piÄ™towej i w czubku, masÄ™ wÅ‚aÅ›ciwÄ… najprostszy sposób pomiaru polega na wyciÄ™ciu próbki o odpowiedniej objÄ™toÅ›ci i zwa\eniu jej na wadze technicznej, mo\na stosować inne metody oznaczenia, podobnie jak do skóry (PN-EN ISO 2420. Skóra wyprawiona. Badania fizyczne i mechaniczne. Wyznaczanie gÄ™stoÅ›ci pozornej), odporność na wielokrotne zginanie badanie polega na pomiarze liczby cyklicznych odksztaÅ‚ceÅ„ potrzebnych do powstania uszkodzenia próbki; pomiaru dokonuje siÄ™ w temperaturze normalnej i 15oC; wytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie badanie przeprowadza siÄ™ na zrywarce, poddajÄ…c próbkÄ™ dziaÅ‚aniu siÅ‚ rozciÄ…gajÄ…cych a\ do momentu jej zerwania; pomiar przeprowadza siÄ™ dla próbek suchych i mokrych; wydÅ‚u\enie maksymalne - okreÅ›la siÄ™ w momencie zerwania próbki w czasie badania wytrzymaÅ‚oÅ›ci na rozciÄ…ganie za pomocÄ… zrywarki; odporność na rozdzieranie pomiar przeprowadza siÄ™ za pomocÄ… zrywarki; dwa koÅ„ce nadciÄ™tej próbki zamocowuje siÄ™ uchwycie i mierzy siÅ‚Ä™ potrzebnÄ… do zerwania próbki; odporność na Å›cieranie oznaczenie mo\na przeprowadzać ró\nymi metodami, np. dociskajÄ…c ze staÅ‚Ä… siÅ‚Ä… krÄ…\ki materiaÅ‚u do tarczy Å›ciernej i oznaczeniu ubytków gumy w gramach; najlepsze wyniki uzyskuje siÄ™ w próbach eksploatacyjnych obuwia. Przy badaniu parametrów u\ytkowych materiałów na spody obuwia okreÅ›la siÄ™ tak\e wytrzymaÅ‚ość zÅ‚Ä…cza klejowego materiałów (odporność na rozwarstwienie), odporność na wymywanie komponentów i degradacjÄ™ materiaÅ‚u, odporność na przemakanie, poÅ›lizg i stabilność wymiarów liniowych. Wszystkie te badania i metody ich przeprowadzania zostaÅ‚y okreÅ›lone w normach przedmiotowych. Z chwilÄ… wejÅ›cia Polski do Unii Europejskiej polskie normy zostaÅ‚y dostosowane do wymogów unijnych. Metody badaÅ„ pod kÄ…tem oceny spodów obuwiowych sÄ… opisane w normach: PN-EN 12770:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Odporność na Å›cieranie. PN-EN 12771:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. WytrzymaÅ‚ość na rozdzieranie. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 7 PN-EN 12774:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Oznaczanie odpornoÅ›ci na rozwarstwienie. PN-EN 12803:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. WytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie i wydÅ‚u\enie. EN ISO 17707:2005. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Odporność na wielokrotne zginanie. PN-EN 12772:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Stabilność wymiarów. PN-EN 12773:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. WytrzymaÅ‚ość na rozdzieranie igÅ‚Ä…. PN-EN 12748:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew, podpodeszew, podszewek i wyÅ›ciółek. Zawartość substancji rozpuszczalnych w wodzie. MateriaÅ‚y na podpodeszwy Podpodeszwa bezpoÅ›rednio lub za poÅ›rednictwem wyÅ›ciółki przylega do podeszwowej strony stopy. W zwiÄ…zku z powy\szym wymaga siÄ™ od niej nie tylko odpowiednich wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci wytrzymaÅ‚oÅ›ciowych, ale musi ona tak\e zapewnić odpowiedniÄ… higieniczność. Rodzaje stosowanych materiałów podpodeszwowych przedstawiono na schemacie (rysunek 1). MateriaÅ‚y podpodeszwowe Skóry MateriaÅ‚y MateriaÅ‚y Włókniny podpodeszwowe kolagenowe celulozowe impregnowane Skóra wtórna Sztuczne skóry Rys. 1. Rodzaje materiałów podpodeszwowych [6, s. 290] W tej jednostce moduÅ‚owej zostanie omówiona charakterystyka nieskórzanych materiałów wykorzystywanych do produkcji podpodeszew. Charakterystyka skóry naturalnej wykorzystywanej do produkcji obuwia jest przedstawiona w jednostce moduÅ‚owej 744[02].O2.01 OkreÅ›lanie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci surowców i skór wyprawionych do produkcji obuwia . MateriaÅ‚y kolagenowe Skóra wtórna zaliczana jest do tworzyw skóropodobnych kolagenowych. OkreÅ›lenie skóra wtórna wywodzi siÄ™ stÄ…d, \e produkuje siÄ™ jÄ… z odpadów skóry wyprawionej przez jej rozwłóknienie, a nastÄ™pnie spilÅ›nienie włókien i sklejenie ich odpowiednio dobranym lepiszczem. Do produkcji skóry wtórnej stosuje siÄ™ masÄ™ włóknistÄ…, Å›rodki wiÄ…\Ä…ce oraz substancje dodatkowe. MasÄ™ włóknistÄ… stanowiÄ… przede wszystkim odpady skór garbowania chromowego oraz skór garbowania roÅ›linnego. PodstawÄ… wykorzystania odpadów skór jest zachowanie charakteru włóknistego, dlatego odpady w postaci pyÅ‚u lub mÄ…czki nie mogÄ… być tu wykorzystywane. Odpady przed ich rozwłóknianiem sÄ… dokÅ‚adnie sortowane. Wszelkie zanieczyszczenia, takie jak części metalowe, gumowe, itp. muszÄ… być usuniÄ™te. Rozdrabnianie odpadu skóry odbywa siÄ™ zwykle na mokro w mÅ‚ynach rozwłókniajÄ…cych. Åšrodki wiÄ…\Ä…ce (lepiszcza) majÄ… decydujÄ…cy wpÅ‚yw na jakość skóry wtórnej. Ilość i rodzaj Å›rodków wiÄ…\Ä…cych dobiera siÄ™ tak, aby uzyskać pewnÄ… zdolność przepuszczania pary wodnej, utrzymać charakter włóknisty oraz miÄ™kkość i elastyczność. Stosowanymi Å›rodkami Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 8 wiÄ…\Ä…cymi sÄ… lateksy kauczuku naturalnego lub syntetycznego, a czasami lateksy \ywic syntetycznych, np. polioctanu winylu. Oprócz masy włóknistej i lepiszcza przy produkcji skóry wtórnej wykorzystywane sÄ… Å›rodki pomocnicze takie jak: sÅ‚abe kwasy i sole, które speÅ‚niajÄ… rolÄ™ koagulantów, emulgatory uÅ‚atwiajÄ… przenikanie zmiÄ™kczaczy do Å›rodka wiÄ…\Ä…cego, substancje polepszajÄ…ce elastyczność, wodoodporność i wyglÄ…d skóry sztucznej. Ogólnie produkcjÄ™ skóry wtórnej mo\na podzielić na nastÄ™pujÄ…ce fazy: sporzÄ…dzanie zawiesiny rozdrobnionych odpadów skórzanych w wodzie, dodawanie Å›rodka wiÄ…\Ä…cego, wytrÄ…canie lepiszcza na włókninie przez dodanie Å›rodka koagulujÄ…cego, np. siarczanu glinu, dodanie Å›rodków regulujÄ…cych przebieg wytrÄ…cania lepiszcza oraz innych dodatków pomocniczych, uzyskanie pilÅ›ni przez odwodnienie masy na cedzidÅ‚ach i filtrach pró\niowych, usuniÄ™cie wody przez prasowanie na prasach hydraulicznych i suszenie uzyskanych pÅ‚yt, prasowanie i znakowanie pÅ‚yt. Skóry wtórne wykazujÄ… dość dobre wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizyczne, zdolność sorpcji potu i odporność na jego dziaÅ‚anie. W zale\noÅ›ci od przeznaczenia, dzieli siÄ™ je na: podpodeszwowe, zakÅ‚adkowe, na podsuwki i skÅ‚adki obcasowe. Skóry wtórne podpodeszwowe powinny wykazywać wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci charakterystyczne dla naturalnych skór podpodeszwowych, skóry wtórne przeznaczone na zakÅ‚adki i podsuwki powinny wykazywać odporność na wilgoć i dobrÄ… elastyczność oraz wzglÄ™dnie wysokÄ… wytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie. Skóry wtórne obcasowe muszÄ… być odpowiednio grube, o niskich wskaznikach nasiÄ…kliwoÅ›ci i odpowiednio Å›cisÅ‚e. Zastosowanie skór wtórnych na obcasy jest niedu\e. Wymagane wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci skór wtórnych w zale\noÅ›ci od przeznaczenia przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Wymagania i warunki techniczne dla skór wtórnych [6, s. 293] Rodzaje skór wtórnych Wskaznik Podpodeszwy ZakÅ‚adki Podsuwki SkÅ‚adki obcasowe 1 2 3 4 5 Grubość w mm 1,2÷2,5 1,6÷2,5 2,0÷3,0 4,0÷6,0 WytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie w MPa - na sucho 8,0 6,9 8,8 7,0 - na mokro 6,0 4,9 7,4 4,0 WydÅ‚u\enie maksymalne w % - na sucho 20÷40 15÷40 20÷40 15÷30 - na mokro 25÷50 20÷50 25÷50 20÷50 Odporność na wielokrotne zginanie w tys. zgięć 30 5 10 - WytrzymaÅ‚ość na rozwarstwienie 0,045 0,045 0,065 0,065 w daN/mm NasiÄ…kliwość w wodzie w % - po 30 min 10 25 15 20 - po 2 h 20 45 30 35 Zmiana wymiarów liniowych w % - po nawil\eniu +2,7 +2,7 +2,7 +2,0 - po suszeniu -3,0 -3,0 -3,0 -2,0 PÄ™cznienie w % 3,5 - 4,0 - WytrzymaÅ‚ość Å›ciegu w daN/mm 3,5 - 4,0 - Zdolność wchÅ‚aniania pary wodnej w % 4,5 - - - Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 9 Skóry wtórne obuwiowe produkuje siÄ™ w formie arkuszy prostokÄ…tnych o wymiarach 200x150 cm. Ich barwa w odcieniu brÄ…zowym jest zbli\ona do naturalnej barwy skóry na spody obuwia wyprawy roÅ›linno-syntanowej lub innej z udziaÅ‚em garbnika roÅ›linnego. Przekrój poprzeczny powinien być jednolity. Skóry wtórne obuwiowe wystÄ™pujÄ… w dwóch gatunkach: I gatunek - powierzchnia u\ytkowa skór nie powinna być mniejsza ni\ 95% powierzchni caÅ‚kowitej, II gatunek nie mniej ni\ 85% powierzchni caÅ‚kowitej. Niedopuszczalne wady w gatunku I to: dziury, pÄ™kniÄ™cia, przedarcia, pofaÅ‚dowania, rozwarstwienia, a tak\e plamy lub zabrudzenia tÅ‚uszczowe skór wtórnych. Te dwie ostatnie wady dotyczÄ… tak\e gatunku II. MateriaÅ‚y celulozowe Najczęściej stosowanym zamiennikiem skóry naturalnej w produkcji podpodeszew sÄ… materiaÅ‚y celulozowe. CharakteryzujÄ… siÄ™ one bardzo korzystnymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami higienicznymi i zdrowotnymi oraz bardzo dobrÄ… stabilnoÅ›ciÄ… wymiarów liniowych przy dobrych walorach wytrzymaÅ‚oÅ›ciowych. Ich najwiÄ™kszÄ… wadÄ… jest niska wytrzymaÅ‚ość na tarcie w stanie mokrym. MateriaÅ‚y te nazywane sÄ… sztucznÄ… skórÄ… podpodeszwowÄ…. Podstawowymi surowcami do produkcji sztucznej skóry podpodeszwowej sÄ…: masa celulozowa, lateks kauczuku chloroprenowego, który jest Å›rodkiem wiÄ…\Ä…cym, Å›rodek wulkanizujÄ…cy, przeciwstarzeniowy i inne Å›rodki pomocnicze. W produkcji sztucznej skóry mo\na wyró\nić nastÄ™pujÄ…ce operacje: przygotowanie masy celulozowej w odpowiednich kadziach przy staÅ‚ym mechanicznym poruszaniu masy, przygotowanie mieszanki włóknistej z ró\nych gatunków włókien celulozowych, formowanie wstÄ™gi na maszynach papierniczych, napawanie częściowo odwodnionej wstÄ™gi mieszankÄ… kÄ…pieli z lateksu kauczuku chloroprenowego z dodatkiem Å›rodków wulkanizujÄ…cych, przeciwstarzeniowych i innych pomocniczych, obróbka termiczna w temp. 100oC, nastÄ™pnie suszenie, prasowanie, chÅ‚odzenie i ciÄ™cie na arkusze. Do najbardziej znanych sztucznych skór podpodeszwowych, stosowanych do wszelkich rodzajów obuwia, nale\Ä…: Texon (Francja), Insole (USA), Loricel (Wielka Brytania) i inne. Texon jest otrzymywany przez wiÄ…zanie masy celulozowej lateksem kauczuku chloroprenowego z dodatkiem Å›rodków wulkanizacyjnych. Produkcja polega na formowaniu materiaÅ‚u włóknistego w postaci wstÄ™gi i impregnacji w kÄ…pieli lateksu, prasowaniu i suszeniu. Sztuczna skóra typu Texon charakteryzuje siÄ™ dobrymi wskaznikami wytrzymaÅ‚oÅ›ciowymi i higienicznymi oraz posiada stosunkowo niskÄ… masÄ™ wÅ‚aÅ›ciwÄ… i równomiernÄ… strukturÄ™ powierzchni. Stwarza to mo\liwość mechanizacji i automatyzacji operacji przygotowania podpodeszew do monta\u. Wykazuje dobrÄ… odporność na Å›cieranie zarówno w stanie suchym jak i mokrym, po nawil\eniu i w czasie u\ytkowania nie ulega deformacji. ZasadniczÄ… zaletÄ… podpodeszwy z Texonu jest jej porowatość, dobra nasiÄ…kliwość, przepuszczalność pary wodnej i powietrza. Sztuczne skóry typu Texon nie zawierajÄ… skÅ‚adników szkodliwych dla zdrowia i dlatego znalazÅ‚y szerokie zastosowanie w produkcji obuwia. Podobna do Texonu jest sztuczna skóra podpodeszwowa, w której górnÄ… warstwÄ™ stanowi porowaty PCW, a podÅ‚o\e tworzÄ… włókna celulozowe. Nowe materiaÅ‚y podpodeszwowe wprowadzane do produkcji obuwia muszÄ… odpowiadać wymaganiom dotyczÄ…cym komfortu u\ytkowania, a przede wszystkim zdrowotnoÅ›ci stopy. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 10 Do takich materiałów zalicza siÄ™ sztucznÄ… skórÄ™ podpodeszwowÄ… Poron i Flexelon, obydwie produkowane w USA [6, s. 206]. Porównanie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci tworzyw skóropodobnych kolagenowych i celulozowych na podpodeszwy obuwia przedstawiono w tabeli 2. Tabela 2. WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci tworzyw skóropodobnych na podpodeszwy do obuwia [3, s. 223] Tworzywa skóropodobne na podpodeszwy do obuwia WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci Jednostka kolagenowe celulozowe cienkie grube 1 2 3 4 5 Grubość mm 1,7÷2,4 1,7_1,8 2,1÷2,4 Masa wÅ‚aÅ›ciwa g/cm3 0,739÷0,954 0,60÷0,67 0,60÷0,68 WytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie MPa - na sucho 7,7÷16,7 11,5÷17,0 14,1÷15,0 - na mokro 4,8÷11,7 5,6÷10,5 7,5÷8,5 WydÅ‚u\enie maksymalne % - na sucho - na mokro 20÷51 19÷31 24÷32 31÷63 23÷34 30÷38 WytrzymaÅ‚ość na stopieÅ„ 180 180 180 zginanie na walcu WytrzymaÅ‚ość na kilocykli 20÷30 5÷20 7,3÷31,0 wielokrotne zginanie NasiÄ…kliwość wodÄ… % - po 2 h 25,6÷46,2 51,4÷52,3 20,9÷82,9 - po 24 h 43,5÷69,4 71,5÷81,6 51,5÷155,2 Stateczność wymiarów % liniowych - na gruboÅ›ci 12,3÷20,1 15,2÷19,9 12,8÷17,1 - na dÅ‚ugoÅ›ci 3,1÷5,3 0,9÷1,2 1,0÷1,5 Przepuszczalność pary mg H2O ___________________________ wodnej 317÷467 707÷770 380÷703 10 cm2 w czasie 24h Sorpcja pary wodnej % 4,2÷6,7 6,0÷6,7 5,9÷6,7 Desorpcja pary wodnej % 1,2÷2,7 3,2÷4,2 3,4÷4,3 Wilgotność % 9,4÷13,7 3,0÷7,5 3,0÷7,5 Wartość pH wyciÄ…gu _ 3,6÷5,3 6,7÷7,3 6,7÷7,3 wodnego Inne materiaÅ‚y stosowane w produkcji podpodeszew Innymi zamiennikami skóry naturalnej sÄ… włókniny impregnowane, otrzymywane w procesie igÅ‚owania włóknin poliamidowych, polipropylenowych i poliestrowych wiÄ…zanych przez \ywice butadienowo-styrenowe oraz pochodne polichlorku winylu. MateriaÅ‚y te charakteryzujÄ… siÄ™ dobrymi parametrami higienicznymi i mechanicznymi, jednolitÄ… gruboÅ›ciÄ… i jednorodnoÅ›ciÄ…. DajÄ… bardzo dobre wyniki przy monta\u obuwia klejami poliestrowymi i poliamidowymi. Przy produkcji podpodeszew stosowane sÄ… te\ inne materiaÅ‚y takie jak tektura obuwnicza, którÄ… wykorzystuje siÄ™ głównie do wzmocnienia podpodeszwy, a w mniejszym stopniu jako materiaÅ‚ podstawowy do ich produkcji (ze wzglÄ™du na maÅ‚Ä… wytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie). Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 11 4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1. Jakie wymagania stawiane sÄ… materiaÅ‚om przeznaczonym do produkcji spodów obuwia? 2. Jak dzielimy materiaÅ‚y podpodeszwowe? 3. Jakie surowce sÄ… wykorzystywane do produkcji skóry wtórnej? 4. Jak przebiega proces produkcji skór wtórnych? 5. Jakie surowce stosujemy do wytwarzania materiałów celulozowych stosowanych w obuwnictwie? 6. Jakie operacje wystÄ™pujÄ… przy produkcji sztucznej skóry? 7. Jakie inne materiaÅ‚y znalazÅ‚y zastosowanie jako zamienniki skóry naturalnej w procesie wytwarzania obuwia? 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Obejrzyj film dydaktyczny przedstawiajÄ…cy proces produkcji skór wtórnych i nazwij operacje tam wystÄ™pujÄ…ce. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em teoretycznym jednostki moduÅ‚owej, 2) obejrzeć film dydaktyczny, 3) dokonać analizy filmu, 4) zanotować informacje prezentowane w filmie (maszyny, urzÄ…dzenia, surowce, operacje technologiczne), 5) obejrzeć ponownie film, 6) zweryfikować i ewentualnie uzupeÅ‚nić zapisany tekst, 7) zaprezentować ćwiczenie na forum grupy, 8) uczestniczyć w dyskusji na temat poprawnoÅ›ci wykonania ćwiczenia. Wyposa\enie stanowiska pracy: film dydaktyczny ilustrujÄ…cy proces produkcji skór wtórnych, prospekty maszyn i urzÄ…dzeÅ„ wykorzystywanych do produkcji skóry wtórnej, odtwarzacz, papier formatu A4, przybory do pisania, literatura zgodnie z punktem 6 poradnika dla ucznia. Ćwiczenie 2 Scharakteryzuj proces produkcji sztucznej skóry na podpodeszwy z materiałów celulozowych. WymieÅ„ surowce potrzebne do jej wytwarzania i omów poszczególne operacje. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 12 Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em teoretycznym jednostki moduÅ‚owej, 2) wymienić surowce stosowane do produkcji sztucznej skóry, 3) opisać operacje wystÄ™pujÄ…ce podczas jej wytwarzania, 4) zaprezentować ćwiczenie na forum grupy, 5) uczestniczyć w dyskusji podsumowujÄ…cej ćwiczenie. Wyposa\enie stanowiska pracy: - arkusze papieru A4, - - - - przybory do pisania, - - - - schematy i prospekty maszyn stosowanych w produkcji sztucznych skór, - - - - literatura zgodnie z punktem 6 poradnika dla ucznia. - - - 4.1.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) scharakteryzować produkcjÄ™ skóry wtórnej? 1 1 2) wymienić surowce stosowane do produkcji skóry wtórnej? 1 1 3) omówić proces produkcji tworzyw skóropodobnych celulozowych? 1 1 4) scharakteryzować wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci skóry wtórnej? 1 1 5) dokonać porównania wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci tworzyw skóropodobnych kolagenowych i celulozowych? 1 1 6) okreÅ›lić zastosowanie powy\szych tworzyw do produkcji obuwia? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 13 4.2. Charakterystyka tworzyw sztucznych na elementy spodów obuwia 4.2.1. MateriaÅ‚ nauczania Stosowanie tworzyw termoplastycznych do produkcji części skÅ‚adowych spodu obuwia zostaÅ‚o zapoczÄ…tkowane w latach sześćdziesiÄ…tych. SpowodowaÅ‚o to istotne zmiany w technologii produkcji spodów obuwia. Gumy i tworzywa sztuczne przeznacza siÄ™ głównie do produkcji części zewnÄ™trznych spodu obuwia, a wiÄ™c: podeszew, obcasów, wierzchników, zelówek, platform i otoków. Wynika to z ich wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci, gdy\ jak wiadomo, majÄ… one bardzo dobre parametry wytrzymaÅ‚oÅ›ciowe, natomiast niedostateczne wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci higieniczne. Tworzywa sztuczne do produkcji podeszew W produkcji podeszew, wykorzystuje siÄ™ takie tworzywa sztuczne, jak: kauczuk termoplastyczny, polichlorek winylu, kopolimery etyleno-octanu winylu, poliuretany i inne. Polichlorek winylu (PCW) Polichlorek winylu nale\y do najwczeÅ›niej stosowanych polimerów. PCW mo\na przetwarzać prawie wszystkimi dostÄ™pnymi obecnie metodami. W obuwnictwie stosuje siÄ™ go głównie do formowania spodów obuwia metodÄ… wtryskowÄ…. Najczęściej stosuje siÄ™ PCW zmiÄ™kczony, wymagajÄ…cy wielu dodatków zmieniajÄ…cych jego wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci. Mieszanka stosowana do produkcji spodów skÅ‚ada siÄ™ z polichlorku winylu, zmiÄ™kczaczy, stabilizatorów, napeÅ‚niaczy, barwników i dodatków specjalnych. ZmiÄ™kczacze wpÅ‚ywajÄ… na obni\enie twardoÅ›ci, ale podwy\szajÄ… odporność na niskie temperatury i sprÄ™\ystość wyrobu. W temperaturze pokojowej PCW jest materiaÅ‚em niezwykle elastycznym, natomiast przy spadku temperatury, zwÅ‚aszcza poni\ej 15oC, staje siÄ™ sztywny i Å‚amliwy. Udoskonalonym tworzywem na spody jest PCW porowaty, który otrzymuje siÄ™ przez dodatek do granulatu od 0,5 do 3% poroforów, czyli substancji, które w okreÅ›lonych warunkach ulegajÄ… rozkÅ‚adowi z wydzieleniem du\ej iloÅ›ci produktów gazowych. WprowadzajÄ…c odpowiedniÄ… ilość poroforów mo\na uzyskać wypraski o niskiej masie wÅ‚aÅ›ciwej, delikatnej strukturze i du\ej sprÄ™\ystoÅ›ci. PCW porowaty charakteryzuje siÄ™ lepszymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami termoizolacyjnymi i lepszÄ… odpornoÅ›ciÄ… na niskie temperatury. Spody z PCW majÄ… du\Ä… odporność na Å›cieranie, ale wykazujÄ… ni\szÄ… odporność na wielokrotne zginanie w niskich temperaturach w porównaniu ze skórÄ… naturalnÄ…. W celu poprawienia wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci PCW przeprowadza siÄ™ jego modyfikacjÄ™ poliuretanem lub kauczukiem nitrylowym w proporcji 2:1. Wady i zalety PCW przeznaczonego na spody obuwia przedstawiono w tabeli 3. Tabela 3. Wady i zalety PCW stosowanego na spody obuwia [6, s. 279] Zalety Wady Niska cena Tendencje do poÅ›lizgu podeszew twardych Aatwość formowania PÄ™kanie Dobra trwaÅ‚ość SÅ‚aba odporność na niskie temperatury Mo\liwość modyfikacji z innymi Nieprzydatność do cienkich spodów polimerami i wierzchników Dobra odporność na kwasy i zasady Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 14 Spody z polichlorku winylu mogÄ… być lite (modyfikowane dodatkiem poliuretanu lub kauczuku syntetycznego) oraz mikroporowate. SÄ… one wykoÅ„czane przez barwienie w masie lub przez lakierowanie powierzchniowe. Obecnie nastÄ™puje systematyczny spadek zastosowania PCW na spody obuwia. Wynika to z wad tego tworzywa (tabela 3), ale tak\e ze wzglÄ™dów ekologicznych. PCW nie daje siÄ™ utylizować przez spalanie, poniewa\ wydziela siÄ™ gazowy HCl i nastÄ™puje zakwaszanie Å›rodowiska (kwaÅ›ne deszcze). Ponadto monomer chlorku winylu ma wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci rakotwórcze. Odpady PCW mo\na jednak wykorzystać w inny sposób, poprzez dodanie, w postaci zmielonego regranulatu, do produkcji elementów spodowych z innych tworzyw sztucznych. Poliuretan (PU) Poliuretany sÄ… ostatnio bardzo popularnym materiaÅ‚em na spody obuwia. Ze wzglÄ™du na du\e mo\liwoÅ›ci przetwórcze poliuretanów otrzymuje siÄ™ spody o zró\nicowanych wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciach. Surowcami do produkcji poliuretanów sÄ… polieterole lub poliestrole i izocyjaniany. W zale\noÅ›ci od metod produkcji znane sÄ… trzy grupy elastomerów poliuretanowych: walcowane, termoplastyczne i lane. Elastomery poliuretanowe walcowane sÄ… produkowane w kolejnych etapach: Poliuretan _________________________________________________ liniowy sieciowany wulkanizowany (plastomer) (elastomer) W koÅ„cowym etapie zachodzÄ…cej reakcji, po sieciowaniu, uzyskany produkt poddaje siÄ™ wulkanizacji, dodajÄ…c napeÅ‚niacze i ró\ne skÅ‚adniki polepszajÄ…ce wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci tworzywa. Uzyskany produkt charakteryzuje siÄ™ dobrymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami wytrzymaÅ‚oÅ›ciowymi, wykazuje wysokÄ… twardość i elastyczność oraz du\Ä… odporność na Å›cieranie. Znajduje zastosowanie m.in. na wierzchniki obcasowe. W handlu spotyka siÄ™ wiele typów poliuretanów walcowanych, zarówno importowanych, jak i krajowych. Elastomery poliuretanowe termoplastyczne nale\Ä… do grupy spodów formowanych przez wtrysk i wytÅ‚aczanie. Nie wymagajÄ… one wulkanizacji. Cechuje je znaczna twardość, elastyczność oraz du\a odporność na Å›cieranie. PowstajÄ…ce w produkcji odpady mogÄ… być ponownie wykorzystane. Elastomery poliuretanowe lane uzyskuje siÄ™ przez zmieszanie specjalnie przygotowanych skÅ‚adników ciekÅ‚ych i wlanie pÅ‚ynnej masy do form. Taka technologia nie wymaga specjalnych urzÄ…dzeÅ„ i nie jest skomplikowana. Do tej grupy zalicza siÄ™ materiaÅ‚y u\ywane do wyrobu wierzchników obcasowych (np. Vulkollan) i obcasów. Vulkollan na wierzchniki produkowany jest w postaci pÅ‚yt. OdmianÄ… poliuretanów sÄ… mikroporowate elastomery uretanowe (MEU), które charakteryzujÄ… siÄ™ niskÄ… masÄ… wÅ‚aÅ›ciwÄ…. Porowate elastomery poliuretanowe nale\Ä… do elastomerów lanych. Otrzymuje siÄ™ je metodÄ… dwuetapowÄ… z dwóch podstawowych skÅ‚adników. Formowanie jest proste i nie wymaga skomplikowanych maszyn. Proces formowania odbywa siÄ™ w temperaturze pokojowej i przy niskim ciÅ›nieniu. Takie parametry pozwalajÄ… na zastosowanie form z tworzyw sztucznych, co stwarza mo\liwość czÄ™stej zmiany asortymentu produkcji. Pory w materiale z poliuretanów sÄ… zamkniÄ™te i izolowane, a wiÄ™c podeszwy sÄ… nieprzemakalne. Tego rodzaju tworzywa scharakteryzujÄ… siÄ™ wysokÄ… odpornoÅ›ciÄ… na Å›cieranie, dobrymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami termoizolacyjnymi, du\Ä… wytrzymaÅ‚oÅ›ciÄ… na wielokrotne zginanie. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 15 Najczęściej wystÄ™pujÄ…cymi wadami formowanych podeszew PU, które uniemo\liwiajÄ… ich wykorzystanie do obuwia, sÄ…: lepkość powÅ‚oki i nacieki, nieprawidÅ‚owe wykoÅ„czenie obrze\y: ubytki, niedolewy i nadlewy, obtarcia oraz trwaÅ‚e plamy i zabrudzenia na obrze\ach, pÄ™cherze lub skupiska otworów (w elastomerach porowatych), które obni\ajÄ… wartość u\ytkowÄ… i estetycznÄ…, ró\nice w odcieniach barwy miÄ™dzy półparami jednej pary. Pomimo wszystkich swoich zalet, poliuretany nie sÄ… ekologiczne, poniewa\ wykonane z nich wyroby wydzielajÄ… freon, niszczÄ…cy warstwÄ™ ozonowÄ…. Ponadto sÄ… one drogie i trudno je zutylizować. Kopolimer octanu winylu i etylenu Podeszwy z kopolimeru etylenu i octanu winylu (OWE) otrzymuje siÄ™ w wyniku kopolimeryzacji tych dwóch monomerów. JeÅ›li zawartość octanu winylu (OW) wynosi 5÷35%, to uzyskany produkt zalicza siÄ™ do \ywic termoplastycznych i oznacza EOW lub EVA, natomiast przy zawartoÅ›ci 35 60% OW otrzymuje siÄ™ kopolimer kauczukopodobny, elastomer znakowany OWE. Przez zmieszanie OWE z napeÅ‚niaczami, Å›rodkami sieciujÄ…cymi i porotwórczymi mo\na uzyskać materiaÅ‚ o niskiej masie wÅ‚aÅ›ciwej, bÄ™dÄ…cy najl\ejszym materiaÅ‚em na spody obuwia. Charakteryzuje siÄ™ on du\Ä… elastycznoÅ›ciÄ…, jest mniej sztywny w niskich temperaturach ni\ spody z PCW, w normalnej temperaturze jest sztywniejszy, a wiÄ™c lepiej chroni stopy. Spody obuwia z EVA charakteryzujÄ… siÄ™ du\Ä… trwaÅ‚oÅ›ciÄ… u\ytkowÄ…, znacznÄ… lekkoÅ›ciÄ…, majÄ… wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci amortyzujÄ…ce, niskÄ… przewodność cieplnÄ… oraz sÄ… odporne na chemikalia, benzynÄ™ i rozpuszczalniki organiczne. ZaletÄ… kopolimeru jest mo\liwość wybarwienia w dowolnych kolorach i odcieniach. Tworzywo to nie jest szkodliwe dla zdrowia ani dla Å›rodowiska naturalnego, dlatego stosuje siÄ™ je do obuwia dzieciÄ™cego i sportowego. Spody EVA znalazÅ‚y tak\e zastosowanie do produkcji obuwia caÅ‚orocznego wyjÅ›ciowego. Mikroporowate kopolimery EVA stosuje siÄ™ do produkcji obuwia letniego, sandaÅ‚owego i pla\owego. Kauczuki termoplastyczne (TR) Kauczuki termoplastyczne otrzymuje siÄ™ w procesie kopolimeryzacji butadienu ze styrenem. Kauczuki termoplastyczne w normalnych warunkach zachowujÄ… siÄ™ jak typowe elastomery, poddawane ogrzewaniu miÄ™knÄ… i uzyskujÄ… konsystencjÄ™ pÅ‚ynu. DajÄ… siÄ™ formować w temperaturze ok. 120oC metodÄ… wtrysku lub wytÅ‚aczania. Przy produkcji spodów z kauczuków termoplastycznych zostaje wyeliminowany proces wulkanizacji, stosowany przy wytwarzaniu gumy. Po ochÅ‚odzeniu przechodzÄ… w stan staÅ‚y. Podeszwy z kauczuków termoplastycznych mogÄ… być lite lub porowate. SÄ… stosowane do wszelkiego rodzaju obuwia. WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizykomechaniczne podeszew wykonanych z tworzyw sztucznych przedstawiono w tabeli 4. Charakterystyczne cechy tych materiałów, z uwzglÄ™dnieniem surowców wyjÅ›ciowych u\ytych do ich produkcji, metod wytwarzania i przetwarzania, oraz zastosowanie na podeszwy do okreÅ›lonych rodzajów obuwia przedstawiono w tabeli 5. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 16 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 17 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 18 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 19 Tworzywa sztuczne do produkcji obcasów Zastosowanie tworzyw sztucznych do produkcji obcasów jest spowodowane Å‚atwiejszym monta\em, brakiem odpadów, mo\liwoÅ›ciÄ… otrzymywania dowolnego ksztaÅ‚tu, dowolnej kolorystyki, du\ego poÅ‚ysku, obni\eniem kosztów produkcji. Poza tym obcasy z tworzyw sztucznych wykazujÄ… wysokÄ… wytrzymaÅ‚ość. Do produkcji obcasów z tworzyw sztucznych najbardziej odpowiedni jest polipropylen, otrzymywany przez polimeryzacjÄ™ propylenu. Polipropylen charakteryzuje siÄ™ niskÄ… gÄ™stoÅ›ciÄ…, du\Ä… wytrzymaÅ‚oÅ›ciÄ… na zginanie oraz wysokÄ… udarnoÅ›ciÄ…, dziÄ™ki czemu speÅ‚nia wszystkie warunki dobrego tworzywa na obcasy. Dobrym tworzywem do wyrobu obcasów jest tak\e wysokoudarowy polistyren (PS), który charakteryzuje siÄ™ wysokÄ… wytrzymaÅ‚oÅ›ciÄ… oraz dobrÄ… przyczepnoÅ›ciÄ… dla barwnych powÅ‚ok lakierowych. Niekiedy do produkcji obcasów u\ywa siÄ™ poliamidów (PA), które jako tworzywo o du\ej twardoÅ›ci sÄ… stosowane do produkcji cienkich i wysokich obcasów damskich (szpilki). Dobre wyniki uzyskuje siÄ™ przez zastosowanie poliuretanów do odlewania obcasów pÅ‚askich. W zale\noÅ›ci od ksztaÅ‚tu i wysokoÅ›ci obcasów do ich produkcji stosowane sÄ… ró\ne materiaÅ‚y. Obcasy niskie wszelkiego rodzaju mogÄ… być wykonane ze skór garbowania roÅ›linnego, drewna, gumy i tworzyw sztucznych. Obcasy niskie gumowe otrzymuje siÄ™ z gum peÅ‚nych i mikroporowatych podeszwowych. Obcasy szpilkowe sÄ… formowane przez wtrysk z tworzyw termoplastycznych, jak: polipropylen, poliamid i polietylen. Obcasy sÅ‚upkowe wykonuje siÄ™ z polipropylenu lub polistyrenu. Obcasy z tworzyw sztucznych mogÄ… być obciÄ…gane skórÄ… lub innymi materiaÅ‚ami, lakierowane lub metalizowane. Obcasy z tworzyw sztucznych powinny być znakowane na powierzchni miski nazwÄ… lub symbolem oraz numerem wielkoÅ›ciowym. Niedopuszczalnymi bÅ‚Ä™dami obcasów surowych bez wykoÅ„czenia sÄ… nadlewy i niedolewy powy\ej 0,5 mm, nierównoÅ›ci powierzchni, widoczne linie pÅ‚yniÄ™cia i Å›lady obróbki mechanicznej. Tworzywa sztuczne do produkcji innych elementów spodowych Na wierzchniki stosuje siÄ™ materiaÅ‚ wykazujÄ…cy du\Ä… odporność na Å›cieranie i deformacjÄ™ przy Å›ciskaniu oraz odpowiedni współczynnik tarcia, aby byÅ‚ zmniejszony poÅ›lizg, twardość o w granicach o 80 do 98 Sh. W zale\noÅ›ci od u\ytego surowca rozró\nia siÄ™ wierzchniki metalowe, gumowe i z tworzyw sztucznych. Wierzchniki gumowe otrzymuje siÄ™ z kauczuku nitrylowego, gumy peÅ‚nej skóropodobnej. Najlepsze sÄ… gumy mocniej wulkanizowane w celu uzyskania odpowiednio du\ej twardoÅ›ci. Na maÅ‚e wierzchniki z tworzyw sztucznych najbardziej nadajÄ… siÄ™ elastomery poliuretanowe termoplastyczne o du\ej odpornoÅ›ci na Å›cieranie i niskim współczynniku tarcia. Na wierzchniki Å›rednie i du\e stosuje siÄ™ gumy peÅ‚ne formowane oraz Poligum na wierzchniki wykrawane z pÅ‚yt. Gumy wierzchnikowe wytwarza siÄ™ na bazie kauczuku butadienowo-styrenowego z dodatkiem napeÅ‚niacza aktywnego i zmiÄ™kczaczy. Na wierzchniki obcasowe mo\na zastosować tak\e kauczuki termoplastyczne. WykazujÄ… one wysoki wskaznik odpornoÅ›ci na Å›cieranie, odpowiedniÄ… twardość i niewielkie odksztaÅ‚cenia. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 20 4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1. Jakie tworzywa sztuczne sÄ… stosowane do produkcji podeszew obuwia? 2. Jakie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci posiadajÄ… podeszwy z PCW i do jakiego rodzaju obuwia siÄ™ je stosuje? 3. Jakie znasz rodzaje spodowych materiałów poliuretanowych? 4. Do jakiego rodzaju obuwia stosuje siÄ™ podeszwy poliuretanowe? 5. Jakie surowce sÄ… wykorzystywane do produkcji podeszew poliuretanowych? 6. Jakie surowce wyjÅ›ciowe stosuje siÄ™ do produkcji podeszew z kauczuków termoplastycznych i jak przebiega proces ich wytwarzania? 7. Czym ró\niÄ… siÄ™ poliuretany lane od mikroporowatych? 8. Jakie tworzywa sztuczne sÄ… wykorzystywane do produkcji obcasów? 9. Jakie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci powinny posiadać tworzywa sztuczne stosowane do produkcji wierzchników? 10. Jakie tworzywa sztuczne sÄ… stosowane do produkcji wierzchników obcasowych? 11. Jakie sÄ… niedopuszczalne wady podeszew i obcasów z tworzyw sztucznych? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Porównaj wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizyko-mechaniczne: polichlorku winylu litego i mikroporowatego, poliuretanów litych i mikroporowatych, przeznaczonych na spody obuwia. Do realizacji ćwiczenia wykorzystaj dane zawarte w tabeli 4. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em nauczania dotyczÄ…cym tworzyw sztucznych wykorzystywanych do produkcji elementów spodów obuwia, 2) przeanalizować treść ćwiczenia, 3) porównać wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizyko-mechaniczne spodów z PCW, 4) porównać wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizyko-mechaniczne spodów z PU, 5) okreÅ›lić, które materiaÅ‚y charakteryzujÄ… siÄ™ korzystniejszymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami, 6) uzasadnić swój wybór, 7) zaprezentować pracÄ™ na forum grupy, 8) wziąć udziaÅ‚ w dyskusji podsumowujÄ…cej ćwiczenie. Wyposa\enie stanowiska pracy: - arkusz papieru A4, - - - - przybory do pisania, - - - - literatura zgodnie z punktem 6 poradnika dla ucznia. - - - Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 21 Ćwiczenie 2 Scharakteryzuj wady podeszew poliuretanowych zauwa\one podczas ich kontroli. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em teoretycznym dotyczÄ…cym podeszew poliuretanowych, 2) wybrać podeszwy, które posiadajÄ… wady powstaÅ‚e w czasie produkcji, 3) scharakteryzować wady podeszew, 3) zaprezentować ćwiczenie na forum grupy, 4) zapoznać siÄ™ z pracami innych grup, 5) wziąć udziaÅ‚ w dyskusji podsumowujÄ…cej ćwiczenie. Wyposa\enie stanowiska pracy: - podeszwy poliuretanowe z ró\nymi wadami i ich odpowiedniki o najwy\szej jakoÅ›ci, - - - - slajdy lub przezrocza obrazujÄ…ce typowe wady podeszew poliuretanowych, - - - - rzutnik przezroczy, - - - - arkusze papieru A4, - - - - przybory do pisania, - - - - literatura zgodnie z punktem 6 poradnika dla ucznia. - - - 4.2.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) scharakteryzować surowce do produkcji tworzyw sztucznych na spody obuwia? 1 1 2) rozró\nić tworzywa sztuczne wykorzystane do produkcji elementów spodowych obuwia? 1 1 3) wymienić tworzywa sztuczne stosowane do produkcji obcasów? 1 1 4) scharakteryzować materiaÅ‚y stosowane do produkcji wierzchników? 1 1 5) rozró\nić i scharakteryzować najczęściej wystÄ™pujÄ…ce wady materiałów na elementy spodowe obuwia? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 22 4.3. Charakterystyka wyrobów gumowych 4.3.1. MateriaÅ‚ nauczania Wyroby gumowe znajdujÄ… szerokie zastosowanie w przemyÅ›le obuwniczym. W rozdziale tym zostanÄ… omówione surowce do sporzÄ…dzania mieszanek gumowych, sposób produkcji gumy oraz wady wyrobów gumowych. Surowce do produkcji gumy Wyroby gumowe stosowane w obuwnictwie uzyskuje siÄ™ z mieszaniny, której głównym skÅ‚adnikiem jest kauczuk z dodatkiem substancji wulkanizujÄ…cych, przyspieszaczy wulkanizacji i jej aktywatorów, napeÅ‚niaczy, substancji porotwórczych. Kauczuki Głównym skÅ‚adnikiem gumy jest kauczuk naturalny lub syntetyczny. Kauczuk naturalny otrzymuje siÄ™ z mleczka kauczukowego drzew kauczukowych, rosnÄ…cych w krajach o klimacie tropikalnym. Z mleczka kauczukowego, na drodze koagulacji, wytrÄ…ca siÄ™ kauczuk, który w zale\noÅ›ci od metody obróbki wystÄ™puje w postaci pÅ‚yt lub arkuszy. Kauczuk ma zdolność rozpuszczania siÄ™ w benzynie, czterochlorku wÄ™gla i innych rozpuszczalnikach. Powy\szÄ… wÅ‚aÅ›ciwość wykorzystuje siÄ™ do produkcji kleju. NajwiÄ™ksze praktyczne znaczenie ma zmiana wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci kauczuku naturalnego podczas ogrzewania go z siarkÄ… lub zwiÄ…zkami wydzielajÄ…cymi siarkÄ™. Proces ten nazywa siÄ™ wulkanizacjÄ…, a jego istota polega na wbudowaniu siarki do czÄ…steczki kauczuku. Otrzymany w ten sposób produkt nosi nazwÄ™ gumy. Kauczuk naturalny pod wpÅ‚ywem wulkanizacji traci lepkość, nie miÄ™knie w temperaturach pokojowych i nie twardnieje w niskich, nie chÅ‚onie wody, jest odporny na oleje i rozpuszczalniki organiczne. Olbrzymi rozwój przemysÅ‚u gumowego i niedobór kauczuku naturalnego spowodowaÅ‚ rozwój produkcji kauczuku syntetycznego. Kauczuki syntetyczne nie tylko nie ustÄ™pujÄ… wyrobom z kauczuku naturalnego, lecz znacznie go przewy\szajÄ… wieloma wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami u\ytkowymi. W zale\noÅ›ci od surowca u\ytego do produkcji kauczuku syntetycznego mo\emy wyró\nić kauczuki: butadienowo-styrenowe, butadienowo-akrylonitrylowe, chloroprenowe, butadienowe, izoprenowe. Kauczuk butadienowo-styrenowy (KBS) jest produktem polimeryzacji butadienu i styrenu. KBS jest trudno rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych. Produkty jego wulkanizacji charakteryzujÄ… siÄ™ du\Ä… wytrzymaÅ‚oÅ›ciÄ… na Å›cieranie. Kauczuk KBS o zawartoÅ›ci styrenu powy\ej 50%, dodawany do mieszanki gumowej podwy\sza twardość gumy, jej wytrzymaÅ‚ość na Å›cieranie i wielokrotne zginanie. Kauczuk KBS stosowany na spody obuwia nosi nazwÄ™ Buna S lub kauczuk SBR, Europrene, Ker 1500 (produkt polski). Kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (KBN) uzyskuje siÄ™ w wyniku polimeryzacji butadienu i nitrylu kwasu akrylowego. Wykazuje on du\Ä… odporność na dziaÅ‚anie olejów i benzyny. Jest stosowany jako skÅ‚adnik klejów i spotykany w handlu pod nazwami: Buna N, kauczuk NBR, Perbunan N. Kauczuk chloroprenowy uzyskuje siÄ™ przez polimeryzacjÄ™ chloroprenu. W zale\noÅ›ci od sposobu polimeryzacji uzyskuje siÄ™ produkty miÄ™kkie, plastyczne, podobne do kauczuku naturalnego lub produkty twarde, przypominajÄ…ce mocno zwulkanizowany kauczuk naturalny. Ten rodzaj kauczuku utwardza siÄ™ bez wulkanizacji i spotyka w handlu pod nazwami: Neopren, Switprene, Perbunan C. Kauczuk butadienowy (KB) jest produktem polimeryzacji butadienu i wykazuje dobre wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci wytrzymaÅ‚oÅ›ciowe. Spody gumowe wykonane z kauczuku KB majÄ… wysokÄ… odporność na zu\ycie, sÄ… odporne na niskie temperatury, co pozwala na formowanie podeszew cienkich, lekkich i tanich. Jest on dodawany do innych kauczuków i czÄ™sto Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 23 stosowany do wyrobu podeszew z gumy peÅ‚nej. W handlu wystÄ™puje pod nazwami: Buna BT, Synpol, Krynol, Ker 8512 (produkt polski). Kauczuk izoprenowy (KI) budowÄ… przypomina kauczuk naturalny. Wszelkie wyroby z kauczuku KI majÄ… du\Ä… wytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie. W mieszankach gumowych wykazuje du\Ä… pÅ‚ynność i dobrze wypeÅ‚nia formy, co uÅ‚atwia jego przetwórstwo. Kauczuk KI jest stosowany do formowania spodów gumowych peÅ‚nych i porowatych w kolorach jasnych i pastelowych. Åšrodki do sporzÄ…dzania mieszanek gumowych Surowy kauczuk poddany dÅ‚ugotrwaÅ‚emu walcowaniu traci stopniowo wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci elastyczne i staje siÄ™ coraz bardziej plastyczny, lepki i kleisty. W celu otrzymania wyrobów gumowych o okreÅ›lonych wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciach do kauczuku dodaje siÄ™: Åšrodki wulkanizujÄ…ce substancje zdolne wchodzić w chemiczne reakcje z kauczukiem w kierunku tworzenia gumy; jest to przewa\nie siarka lub jej zwiÄ…zki. W zale\noÅ›ci od iloÅ›ci u\ytej do wulkanizacji siarki, otrzymuje siÄ™ gumy miÄ™kkie (do 2% siarki) lub gumy podeszwowe twarde (do 3,5%). JeÅ›li kauczuk zawiera 30% siarki, to otrzymujemy ebonit. NapeÅ‚niacze stosowane w celu nadania wyrobom gumowym okreÅ›lonych wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci. Rozró\nia siÄ™ napeÅ‚niacze aktywne, takie jak sadza, krzemionka, biel cynkowa, które poprawiajÄ… wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci mechaniczne wyrobów i napeÅ‚niacze nieaktywne (kreda, talk), które obni\ajÄ… cenÄ™ wyrobu. ZmiÄ™kczacze sÄ… wprowadzane do mieszanki gumowej w celu zapewnienia równomiernego wymieszania napeÅ‚niaczy z kauczukiem, zwiÄ™kszenia plastycznoÅ›ci mieszanki i uÅ‚atwienia jej obróbki. Wykorzystuje siÄ™ w tym celu oleje roÅ›linne i zwierzÄ™ce, parafinÄ™, kalafoniÄ™ lub przetwory naftowe. Antyutleniacze substancje chroniÄ…ce wyroby gumowe przed starzeniem, które powoduje twardnienie, kruchość i pÄ™kanie gum. Do Å›rodków tych nale\Ä… np. fenole, aminy i ich pochodne. Åšrodki porotwórcze stosowane przy produkcji gumy porowatej. SÄ… to substancje, które pod wpÅ‚ywem temperatury w czasie wulkanizacji rozkÅ‚adajÄ… siÄ™ z wydzieleniem ró\nych gazów. W wyniku tego rozkÅ‚adu w gumie tworzÄ… siÄ™ pory wypeÅ‚nione gazami. Barwniki i pigmenty stosowane w celu nadania gumie ró\nej barwy. Substancje te nie ulegajÄ… rozkÅ‚adowi ani zmianom w czasie wulkanizacji. Najczęściej stosuje siÄ™ biel tytanowÄ…, czerwieÅ„ \elazawÄ…, ultramarynÄ™. Regenerat produkt otrzymywany z zu\ytej gumy lub jej odpadów. Regenerat zastÄ™puje część kauczuku w mieszankach; jego dodatek polepsza wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci mieszanki gumowej. Niekiedy dodaje siÄ™ wraz z regeneratem pyÅ‚u gumowego, bÄ™dÄ…cego produktem odpadowym przy Å›cieraniu gumy. Produkcja gumy na elementy spodu obuwia Receptury zestawów mieszanek gumowych do wyrobów obuwniczych sÄ… ró\ne, w zale\noÅ›ci od rodzaju wyrobu. Dla niektórych rodzajów gum liczba skÅ‚adników wynosi od 10÷12. Ilość kauczuku dodawanego do gumy na spody obuwia wynosi 20÷60% w stosunku do caÅ‚kowitej masy mieszanki. Najczęściej dodaje siÄ™ ok. 45% kauczuku (głównie KBS), w tym zawartość regeneratu wynosi do 15%. W stosunku do innych gum ilość wypeÅ‚niaczy w gumach obuwiowych jest nieznaczna i wynosi 30÷35%. GumÄ™ mo\na otrzymywać w postaci litej lub porowatej. ProdukcjÄ™ gumy spodowej przedstawiono na schemacie (rys. 2). Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 24 Przygotowanie surowców i materiałów sortowanie, rozdrabnianie SporzÄ…dzanie mieszanek gumowych dodawanie do uplastycznionego kauczuku skÅ‚adników mieszanki Formowanie półwyrobów z mieszanki kalandrowanie, wytÅ‚aczanie, walcowanie Wulkanizacja wyrobów gumowych WykoÅ„czanie wyrobów obcinanie wylewów, malowanie Rys. 2. Podstawowe czynnoÅ›ci przy produkcji gumy spodowej [6, s. 260] Przygotowanie surowców mieszanki. Mieszanka gumowa skÅ‚ada siÄ™ z produktów o zró\nicowanych stanach skupienia i rozdrobnienia, dlatego nale\y je poddać odpowiedniej obróbce (np. suszeniu, przesiewaniu, rozdrobnieniu, plastyfikacji). SporzÄ…dzanie mieszanki gumowej odbywa siÄ™ na podstawie ustalonej receptury. Przy sporzÄ…dzaniu mieszanki na spody obuwia najpierw do kauczuku dodaje siÄ™ regenerat wraz ze zmiÄ™kczaczami, dalej przyspieszaczy, aktywatorów, barwników, napeÅ‚niaczy i substancji porotwórczych. Pod koniec dodaje siÄ™ siarki w celu częściowej wulkanizacji. CaÅ‚ość miesza siÄ™ w mieszarkach lub walcarkach przez okoÅ‚o 10 minut. Po zakoÅ„czeniu walcowania gumÄ™ studzi siÄ™, pudruje i pozostawia na jednÄ… dobÄ™ do odle\enia przed dalszÄ… przeróbkÄ…. Formowanie półproduktu gumowego jest uzale\nione od przeznaczenia. Do celów obuwniczych przygotowuje siÄ™ na kalandrach surowe pÅ‚yty gumowe odpowiedniej gruboÅ›ci. ZdjÄ™tÄ… z kalandra wstÄ™gÄ™ półwyrobu pudruje siÄ™ talkiem i wycina wyprofilowane elementy. Podeszwy wycina siÄ™ w poprzek kalandrowanej wstÄ™gi w celu uzyskania lepszego wydÅ‚u\enia w kierunku wzdÅ‚u\nym oraz zwiÄ™kszenia odpornoÅ›ci na wielokrotne zginanie. Wulkanizacja jest procesem zmieniajÄ…cym wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci mieszanek gumowych w wyniku reakcji miÄ™dzy kauczukiem i siarkÄ…. WulkanizacjÄ™ gumowych wyrobów na spody obuwia przeprowadza siÄ™ w prasach w podwy\szonej temperaturze. Gumy porowate Otrzymywanie gum porowatych odbywa siÄ™ podobnie jak gum litych. Przy produkcji gumy porowatej do mieszanki gumowej dodaje siÄ™ Å›rodki porotwórcze w iloÅ›ci od 2 do 8%. Przy wulkanizacji wyrobów porowatych istotne jest, aby rozpad substancji porotwórczej wyprzedzaÅ‚ utratÄ™ plastycznoÅ›ci wyrobu. Do uzyskania materiałów porowatych stosuje siÄ™ wulkanizacjÄ™ metodÄ… wzrostu i metodÄ… zmiennego ciÅ›nienia. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 25 Metoda wzrostu polega na tym, \e do form wkÅ‚ada siÄ™ półprodukt mniejszy od objÄ™toÅ›ci wgÅ‚Ä™bieÅ„ matrycy. Substancje porotwórcze obecne w mieszance gumowej ulegajÄ… rozkÅ‚adowi, powodujÄ…c wzrost jej objÄ™toÅ›ci. Po dokÅ‚adnym wypeÅ‚nieniu formy, mieszanka gumowa ulega wulkanizacji. Przy metodzie zmiennego ciÅ›nienia dodaje siÄ™ mieszankÄ™ gumowÄ… w iloÅ›ci wiÄ™kszej od objÄ™toÅ›ci wgÅ‚Ä™bieÅ„ matrycy. Po umieszczeniu w prasie wulkanizacyjnej najpierw stosuje siÄ™ ciÅ›nienie wysokie, które powoduje, \e półprodukt wypeÅ‚nia dokÅ‚adnie wgÅ‚Ä™bienia matrycy, a po obni\eniu ciÅ›nienia nastÄ™puje rozsuniÄ™cie siÄ™ Å›cianek matrycy, wzrost pojemnoÅ›ci gniazd, objÄ™tość mieszanki kauczukowej wzrasta, poniewa\ ciÅ›nienie w jej wnÄ™trzu jest wiÄ™ksze od zewnÄ™trznego. Taka wulkanizacja odbywa siÄ™ przy niskim ciÅ›nieniu. W celu uzyskania cienkich arkuszy gum porowatych, wulkanizacjÄ™ przeprowadza siÄ™ w blokach, a nastÄ™pnie bloki te dwoi siÄ™ na arkusze o wymaganej gruboÅ›ci. Gumy porowate sÄ… lekkie, wygodne w noszeniu, majÄ… mniejszÄ… przewodność ciepÅ‚a i wykazujÄ… du\Ä… elastyczność i odporność na Å›cieranie. Wszystkie wyroby porowate po ochÅ‚odzeniu sÄ… poddawane obróbce termicznej w temp. 100÷110oC w ciÄ…gu 3 h, w celu zmniejszenia skurczu powierzchniowego w czasie produkcji obuwia. Przy wyrobie gum mikroporowatych i obcasów, oprócz kalandrowania, stosuje siÄ™ wytÅ‚aczanie na prasach Å›limakowych. Rodzaje wyrobów gumowych stosowanych w obuwnictwie Wyroby gumowe stosowane na spody obuwia dzieli siÄ™ w zale\noÅ›ci od: przeznaczenia na podeszwy, obcasy, wierzchniki obcasowe, ksztaÅ‚tu na arkusze, elementy wytÅ‚aczane i formowane, struktury na peÅ‚ne (monolitowe), porowate (mikrokomórkowe), rodzaju gumy na wyroby zwykÅ‚e z porami i bez porów, wyroby skóropodobne porowate, porowate z napeÅ‚niaczami z włókien, transparentowe, barwy czarne i kolorowe. Na podeszwy gumowe peÅ‚ne stosuje siÄ™ wyroby w arkuszach lub w gotowych formach profilowanych lub nie profilowanych. Do nich zalicza siÄ™ pÅ‚yty podeszwowe transparentowe otrzymywane z kauczuku syntetycznego i naturalnego. W handlu wystÄ™pujÄ… jako transparent jasny i ciemny w postaci arkuszy o wymiarach 650x650 mm. Do najwa\niejszych gum porowatych na podeszwy zalicza siÄ™: tunigum, poligum, polanit, styrogum i durogum. Tunigum zwany inaczej Tuniskórem, jest gumÄ… porowatÄ…, twardÄ…, skóropodobnÄ…, z wypeÅ‚nieniem włóknistym. Produkuje siÄ™ go w postaci pÅ‚yt podeszwowych zwykÅ‚ych i lakierowanych, o gruboÅ›ci 2,5÷3,5 mm dla Tunigumu lakierowanego oraz 2,5÷4,5 mm dla zwykÅ‚ego. WystÄ™puje najczęściej w kolorze brÄ…zowym i be\owym. Poligum jest produkowany na bazie kauczuku KBS z dodatkiem skÅ‚adników nadajÄ…cych produktowi du\Ä… trwaÅ‚ość i maÅ‚Ä… Å›cieralność. Produkt handlowy ma 3÷8 mm gruboÅ›ci, a jego powierzchnia czÄ™sto jest ryflowana. Polanit jest gumÄ… porowatÄ…, podobnÄ… do Poligumu. Produkowany jako gumy podeszwowe, obcasowe i podsuwkowe o ró\nych gruboÅ›ciach. Styrogum jest gumÄ… porowatÄ… miÄ™kkÄ…, wystÄ™pujÄ…cÄ… w handlu w postaci pÅ‚yt podeszwowych i obcasowych. Jest on jednostronnie lub dwustronnie deseniowany. Wymiary wytwarzanych pÅ‚yt - 740x50 mm. Grubość pÅ‚yt zale\y od przeznaczenia, dla pÅ‚yt podeszwowych wynosi 5÷8 mm, a obcasowych 10÷16 mm. Styrogum wykazuje maÅ‚Ä… masÄ™ wÅ‚aÅ›ciwÄ… i jest jednÄ… z najl\ejszych gum porowatych. Jest maÅ‚o odporny na Å›cieranie, ale wystarczajÄ…co wytrzymaÅ‚y na rozciÄ…ganie. Durogum to guma porowata o Å›redniej odpornoÅ›ci na Å›cieranie. Grubość pÅ‚yt podeszwowych i obcasowych jest podobna jak przy Styrogumie. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 26 WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci technologiczne niektórych gum litych i porowatych przedstawiono w tabeli 6. Tabela 6. WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizyko-mechaniczne niektórych gum [5, s. 248] Nazwa Masa wÅ‚aÅ›ciwa Twardość w oSh WytrzymaÅ‚ość WydÅ‚u\enie Odporność na [g/cm3] minimum*) na rozciÄ…ganie wzglÄ™dne Å›cieranie**) [daN/cm2] [%] [cm3] Wibram 1,4 75 70÷120 200÷300 1,35 Transparent 1,31 75 120÷180 300÷400 2,26 Poligum 1,0÷1,2 85 70÷120 200÷300 1,00 Durogum 0,6÷0,8 65 40÷80 200÷300 0,45 Styrogum 0,3÷0,5 40 25÷40 150÷300 0,30 Tunigum 0,9÷1,1 85 80÷130 200÷270 0,85 *) o Sh stopnie twardoÅ›ci wg Shore a umowne okreÅ›lenie twardoÅ›ci, w której ze wzrostem liczby wzrasta twardość, **) Odporność na Å›cieranie podano porównawczo w liczbach wzglÄ™dnych, przyjmujÄ…c odporność Å›cierania poligumu za 1 4.3.1.4. Wady materiałów gumowych na spody obuwia Zanieczyszczenia ciaÅ‚ami obcymi sÄ… widoczne na powierzchni w postaci czÄ…steczek metalu, drewna, piasku itp. Spowodowane sÄ… niedokÅ‚adnym sporzÄ…dzeniem mieszanki gumowej. PÄ™cherze powietrza, wklęśniÄ™cia, pory na powierzchni wyrobów gotowych i wewnÄ…trz nich powstajÄ… przy nadmiernej wilgotnoÅ›ci skÅ‚adników mieszanki, nierównomiernym ich wymieszaniu. Nierówna powierzchnia, wgniecenia, zaÅ‚amania, w\ery, szorstkość powstajÄ… na skutek stosowania grubo zmielonych sproszkowanych skÅ‚adników mieszanki. Nierówna barwa, brud powierzchniowy, plamy powstajÄ… na skutek niedokÅ‚adnego zmielenia i wymieszania pigmentów, brudnych matryc, zanieczyszczenia mieszanki gumowej tÅ‚uszczem Wykwity siarki powstajÄ… jako drobne krysztaÅ‚ki jasno\ółtego nalotu w przypadku niedowulkanizowania wyrobu i sÅ‚abego zwiÄ…zania z kauczukiem. Niedowulkanizowanie charakteryzuje siÄ™ miÄ™kkoÅ›ciÄ… i plastycznoÅ›ciÄ…, a wynika z niewystarczajÄ…cej iloÅ›ci dodawanej siarki, przyspieszaczy wulkanizacji, stosowania zbyt krótkiego czasu, niskiej temperatury. Przewulkanizowanie charakteryzuje siÄ™ nadmiernÄ… twardoÅ›ciÄ… i niekiedy Å‚amliwoÅ›ciÄ…. Wynika z nadmiaru dodanej siarki, przyspieszaczy wulkanizacji, stosowania zbyt dÅ‚ugiego czasu i wysokiej temperatury. Charakterystyczne cechy materiałów gumowych, z uwzglÄ™dnieniem surowców wyjÅ›ciowych u\ytych do ich produkcji, metod wytwarzania i przetwarzania, oraz zastosowanie na podeszwy do okreÅ›lonych rodzajów obuwia przedstawiono w tabeli 7. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 27 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 28 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 29 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 30 4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1. Jakie surowce sÄ… wykorzystywane do produkcji gumy? 2. Jak dzielimy kauczuki? 3. JakÄ… rolÄ™ speÅ‚niajÄ… Å›rodki wulkanizujÄ…ce w mieszankach gumowych? 4. Jak przebiega proces produkcji gumy na spody obuwia? 5. W jaki sposób uzyskuje siÄ™ gumy porowate? 6. W jakiej postaci produkuje siÄ™ materiaÅ‚y gumowe? 7. Jakie nazwy noszÄ… gumy peÅ‚ne najczęściej stosowane w przemyÅ›le obuwniczym? 8. Do jakiego rodzaju obuwia stosuje siÄ™ gumy peÅ‚ne? 9. Jakie gumy porowate najczęściej wykorzystuje siÄ™ do produkcji podeszew obuwia? 10. Do wytwarzania jakiego rodzaju obuwia stosujemy poszczególne gatunki gum porowatych? 11. Jakie wady wystÄ™pujÄ… najczęściej w wyrobach gumowych? 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Obejrzyj film dydaktyczny przedstawiajÄ…cy proces produkcji gumy i nazwij operacje i procesy tam wystÄ™pujÄ…ce. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em teoretycznym jednostki moduÅ‚owej, 2) obejrzeć film dydaktyczny, 3) dokonać analizy filmu, 4) zanotować informacje prezentowane w filmie (surowce, operacje, procesy, maszyny, urzÄ…dzenia, itp.), 5) obejrzeć ponownie film, 6) zweryfikować i ewentualnie uzupeÅ‚nić zapisany tekst, 7) zaprezentować ćwiczenie na forum grupy, 8) uczestniczyć w dyskusji na temat poprawnoÅ›ci wykonania ćwiczenia. Wyposa\enie stanowiska pracy: film dydaktyczny ilustrujÄ…cy proces produkcji gumy, prospekty maszyn i urzÄ…dzeÅ„ wykorzystywanych do produkcji gumy, odtwarzacz, papier formatu A4, przybory do pisania, literatura zgodnie z punktem 6 poradnika dla ucznia. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 31 Ćwiczenie 2 Wybierz spoÅ›ród próbek materiałów spodowych te, które sÄ… wykonane z gumy. Dokonaj podziaÅ‚u próbek gumowych na lite i porowate. Scharakteryzuj je. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em nauczania jednostki moduÅ‚owej, 2) wyselekcjonować próbki gumowe, 3) dokonać podziaÅ‚u wybranych próbek na gumy lite i porowate, 4) dokonać charakterystyki gum litych i porowatych, 5) zaprezentować pracÄ™ na forum grupy. Wyposa\enie stanowiska pracy: poradnik dla ucznia, próbki materiałów spodowych wykonana z ró\nego rodzaju materiałów (poliuretanowe, poliamidowe, z tworzyw sztucznych kolagenowych, celulozowych, PCW, gumy porowatej i peÅ‚nej), arkusze papieru A4, przybory do pisania, literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia. Ćwiczenie 3 Wyselekcjonuj spoÅ›ród próbek materiałów gumowych te, które posiadajÄ… wady i scharakteryzuj je. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em nauczania dotyczÄ…cym wyrobów gumowych, 2) wybrać materiaÅ‚y posiadajÄ…ce wady, 3) scharakteryzować wystÄ™pujÄ…ce wady, 4) zaprezentować ćwiczenie na forum grupy, 5) uczestniczyć w dyskusji podsumowujÄ…cej ćwiczenie. Wyposa\enie stanowiska pracy: materiaÅ‚y gumowe peÅ‚nowartoÅ›ciowe i z wadami, arkusze papieru, przybory do pisania, literatura z rozdziaÅ‚u 6. Ćwiczenie 4 Rozpoznaj materiaÅ‚y, z jakich zostaÅ‚y wykonane elementy spodów obuwia. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) zapoznać siÄ™ z materiaÅ‚em nauczania jednostki moduÅ‚owej, 2) wybrać elementy spodów obuwia, 3) nazwać materiaÅ‚y z jakich zostaÅ‚y wykonane, 4) dokonać samooceny wykonanej pracy, 5) zaprezentować efekty swojej pracy na forum grupy. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 32 Wyposa\enie stanowiska pracy: elementy spodów obuwia wykonane z ró\nych materiałów, przybory do pisania, kartki papieru formatu A4, linijka, gumka, literatura z punktu 6 poradnika dla ucznia. 4.3.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wymienić surowce stosowane do produkcji materiałów gumowych? 1 1 2) scharakteryzować proces produkcji gumy peÅ‚nej i porowatej? 1 1 3) podać nazwy wyrobów gumowych peÅ‚nych i porowatych? 1 1 4) scharakteryzować poszczególne rodzaje wyrobów gumowych? 1 1 5) podać zastosowanie poszczególnych rodzajów materiałów gumowych? 1 1 6) scharakteryzować najczęściej wystÄ™pujÄ…ce wady wyrobów gumowych? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 33 5. SPRAWDZIAN OSIGNIĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uwa\nie instrukcjÄ™. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi. 3. Zapoznaj siÄ™ z zestawem zadaÅ„ testowych. 4. Test zawiera 20 zadaÅ„ o ró\nym stopniu trudnoÅ›ci. SÄ… to zadania wielokrotnego wyboru. 5. Za ka\dÄ… poprawnÄ… odpowiedz mo\esz uzyskać 1 punkt. 6. Udzielaj odpowiedzi tylko na zaÅ‚Ä…czonej karcie odpowiedzi. Dla ka\dego zadania podane sÄ… cztery mo\liwe odpowiedzi: a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedz jest poprawna; wybierz jÄ… i zaznacz kratkÄ™ z odpowiadajÄ…cÄ… jej literÄ… znakiem X. 7. Staraj siÄ™ wyraznie zaznaczać odpowiedzi. Je\eli siÄ™ pomylisz i bÅ‚Ä™dnie zaznaczysz odpowiedz, otocz jÄ… kółkiem i zaznacz odpowiedz, którÄ… uwa\asz za poprawnÄ…. 8. Test skÅ‚ada siÄ™ z 14 zadaÅ„ z poziomu podstawowego oraz 6 zadaÅ„ z poziomu ponadpodstawowego i te mogÄ… przysporzyć Ci trudnoÅ›ci, gdy\ sÄ… one na poziomie wy\szym ni\ pozostaÅ‚e (dotyczy to zadaÅ„ o numerach od 15 do 20). 9. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy bÄ™dziesz miaÅ‚ satysfakcjÄ™ z wykonania zadania. 10. Kiedy udzielenie odpowiedzi bÄ™dzie Ci sprawiaÅ‚o trudnoÅ›ci, wtedy odłó\ jego rozwiÄ…zanie na pózniej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 11. Po rozwiÄ…zaniu testu sprawdz czy zaznaczyÅ‚eÅ› wszystkie odpowiedzi na KARCIE ODPOWIEDZI. 12. Na rozwiÄ…zanie testu masz 45 minut. Powodzenia! Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 34 ZESTAW ZADAC TESTOWYCH 1. Podstawowe surowce stosowane do produkcji skóry wtórnej to a) odpady skór garbowanych i lateksy kauczuku naturalnego lub syntetycznego. b) odpady skór garbowanych i alkoholowe roztwory kauczuku. c) kauczuki syntetyczne i Å›rodki zmiÄ™kczajÄ…ce. d) \ywice syntetyczne i wulkanizatory. 2. Zastosowanie emulgatorów do produkcji skóry wtórnej pozwala na a) polepszenie elastycznoÅ›ci wyrobu. b) zwiÄ™kszenie jego wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci wytrzymaÅ‚oÅ›ciowych. c) uÅ‚atwienie przenikania zmiÄ™kczaczy do Å›rodka wiÄ…\Ä…cego. d) zmniejszenie wodoodpornoÅ›ci wyrobu. 3. Skóry wtórne znalazÅ‚y zastosowanie do wytwarzania a) podeszew, podsuwek i cholewek. b) podpodeszew, zakÅ‚adek, podsuwek i skÅ‚adek obcasowych. c) skÅ‚adek obcasowych i cholewek. d) obcasów i podnosków. 4. Åšrodkiem wiÄ…\Ä…cym przy produkcji tworzyw skóropodobnych celulozowych jest a) lateks kauczuku chloroprenowego. b) emulsja polioctanu winylu. c) \ywice butadienowo-styrenowe. d) poliuretany. 5. Podeszwy z PCW wytwarza siÄ™ poprzez a) wycinanie. b) wtrysk. c) nalewanie. d) rozkrój. 6. Åšrodki dodawane do PCW w celu poprawienia jego elastycznoÅ›ci noszÄ… nazwÄ™ a) poroforów. b) zmiÄ™kczaczy. c) napeÅ‚niaczy. d) stabilizatorów. 7. WulkanizacjÄ… nazywamy proces a) wbudowania siarki w kauczuk. b) ogrzewania i walcowania surowego kauczuku. c) rozpuszczania kauczuku w rozpuszczalnikach organicznych. d) koagulowania roztworów kauczukowych. 8. Poligum produkuje siÄ™ w formie a) gotowych elementów. b) formowanych pÅ‚yt. c) bloków. d) dÅ‚ugich wstÄ™g. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 35 9. Kauczuki termoplastyczne na podeszwy obuwia to kopolimery a) styrenu i octanu winylu. b) butadienu i styrenu. c) butadienu i octanu winylu. d) styrenu i etylenu. 10. Obcasy sÅ‚upkowe wytwarza siÄ™ z a) poliamidów. b) polipropylenu lub polistyrenu. c) poliuretanów. d) skóry wtórnej. 11. Jako Å›rodki wulkanizujÄ…ce stosuje siÄ™ a) siarkÄ™ i jej zwiÄ…zki. b) wodÄ™. c) rozpuszczalniki organiczne. d) zwiÄ…zki magnezu. 12. Nadmierna twardość i Å‚amliwość to wady gumy wynikajÄ…ce z a) niedowulkanizowania. b) przewulkanizowania. c) niedostatecznej iloÅ›ci Å›rodka wulkanizujÄ…cego. d) niewystarczajÄ…cej iloÅ›ci przyspieszaczy wulkanizacji. 13. Poligum znajduje zastosowanie do produkcji podeszew do obuwia a) sportowego. b) dzieciÄ™cego. c) wiosenno-letniego mÅ‚odzie\owego. d) caÅ‚orocznego we wszystkich grupach wiekowych. 14. Podeszwy ze styrogumu wytwarza siÄ™ poprzez a) wtrysk. b) odlewanie. c) wycinanie i dwojenie. d) wycinanie z pÅ‚yt. 15. Powierzchnia u\ytkowa skór wtórnych w I gatunku powinna wynosić a) 50%. b) 65%. c) 75%. d) 95%. 16. Polichlorek winylu porowaty charakteryzuje siÄ™ a) du\Ä… odpornoÅ›ciÄ… na zginanie w niskich temperaturach. b) du\Ä… sprÄ™\ystoÅ›ciÄ… i niskÄ… masÄ… wÅ‚aÅ›ciwÄ…. c) maÅ‚Ä… sprÄ™\ystoÅ›ciÄ… i niskÄ… masÄ… wÅ‚aÅ›ciwÄ… d) du\Ä… sprÄ™\ystoÅ›ciÄ… i wysokÄ… masÄ… wÅ‚aÅ›ciwÄ…. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 36 17. Substancje dodawane do mieszanek gumowych w celu zwiÄ™kszenia ich porowatoÅ›ci nazywamy a) plastyfikatorami. b) poroforami. c) antyutleniaczami. d) napeÅ‚niaczami. 18. WulkanizacjÄ™ gotowych wyrobów gumowych przeprowadza siÄ™ w a) mieszarkach. b) walcarkach. c) ogrzewanych prasach. d) prasach chÅ‚odzonych. 19. Kopolimer etylenu i octanu winylu ma wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci kauczukopodobne, jeÅ›li zawartość octanu winylu w kopolimerze wynosi a) 10 20%. b) 25 35%. c) 35 60%. d) 45 55%. 20. W celu otrzymania gum podeszwowych twardych do wulkanizowanego kauczuku nale\y dodać siarkÄ™ w iloÅ›ci a) do 1%. b) do 2%. c) do 3,5%. d) do 5%. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 37 KARTA ODPOWIEDZI ImiÄ™ i nazwisko ................................................................................................... OkreÅ›lanie materiałów na spody obuwia ZakreÅ›l poprawnÄ… odpowiedz. Nr Odpowiedz Punktacja zadania 1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d Razem: Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 38 6. LITERATURA 1. Borzeszkowski A., Borzeszkowski W., Persz T.: Obuwnictwo przemysÅ‚owe. Cz. I. WSiP, Warszawa 1983 2. Cholewa E., KamiÅ„ska I., Opuchowski J., Palla W., TrzeÅ›niowski W.: Nowoczesne metody produkcji obuwia. WNT, Warszawa 1973 3. Grabkowski M.: Technika wytwarzania obuwia. T.1. Politechnika Radomska, Radom 2000 4. Lasek W.: MateriaÅ‚oznawstwo obuwnicze. WSI, Radom 1986 5. Persz T.: MateriaÅ‚oznawstwo dla zasadniczych szkół skórzanych. WSiP, Warszawa 1997 6. Persz T.: MateriaÅ‚oznawstwo dla techników przemysÅ‚u skórzanego. WNT, Warszawa 1992 Normy: PN-EN ISO 2420. Skóra wyprawiona. Badania fizyczne i mechaniczne. Wyznaczanie gÄ™stoÅ›ci pozornej. PN-EN 12770:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Odporność na Å›cieranie. PN-EN 12771:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. WytrzymaÅ‚ość na rozdzieranie. PN-EN 12774:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Oznaczanie odpornoÅ›ci na rozwarstwienie. PN-EN 12803:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. WytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie i wydÅ‚u\enie. EN ISO 17707:2005. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Odporność na wielokrotne zginanie. PN-EN 12772:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. Stabilność wymiarów. PN-EN 12773:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew. WytrzymaÅ‚ość na rozdzieranie igÅ‚Ä…. PN-EN 12748:2002. Obuwie. Metody badaÅ„ podeszew, podpodeszew, podszewek i wyÅ›ciółek. Zawartość substancji rozpuszczalnych w wodzie. Czasopisma fachowe: - PrzeglÄ…d Skórzany (wydania archiwalne), - - - - PrzeglÄ…d Włókienniczy (wydania archiwalne i bie\Ä…ce), - - - - Åšwiat Butów (wydania archiwalne i bie\Ä…ce). - - - Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 39