ӘӨЖ 673.89

техника және технология магистр аға оқытушысы Анарова Ғ.С. техника және технология магистр аға оқытушысы Пернебаева Р.А.

 

М. Х. Дулати атындағы Тараз мемлекеттік университеті, Тараз қаласы

 

 АЯҚ КИІМНІҢ БӨЛШЕКТЕРІ МЕН ҮСТІНІҢ ДАЙЫНДАМАЛАРЫН  ДЫМҚЫЛДАНДЫРУ ЖӘНЕ КЕПТІРУ ОПЕРАЦИЯСЫ

Аяқкиім өңдеу, сақтау және киілу кездерінде жылудың, будың және сұйықтардың әсер етуіне душар болады. Осының салдарынан аяқ киім материалдарының қасиеттері бірқатар өзгерістерге ұшырайды. Аяқкиім өндірісі үшін, жылу мен су буының әсер етуі /гигротермиялық өңдеу/, сонымен қатар жылу мен судың /гигротермиялық өңдеу/ әсер етуі өте маңызды. Аяқкиім материалдардың қасиетіне ылғалдың әсер етуі. Ылғалдың материалдын қасиетін өзгертетін қабілеті аяқкиімді өндіру технологиясында кең қолданылады, онда бөлшектерді дымқыл-дандыру үшін қажет 30-ға жуық операциялардың түрлері бар. Дымқылдандырудың негізгі мақсаты – деформация кезінде мате-риалдардың тырысуын кеміту және бұйымның қалып тұрақтылығын арттыру. Қаптап-керу операциясының алдында аяқ киім үстінің дайындамасын дымқылдандыру – материалдың созылу кезіндегі көлденең қысқару коэффициентін ұлғайтады. Ю.П.Зыбиннің еңбектеріне жүгінсек, хроммен иленген былғарының көлденең қысқаруы салыстырмалы ылғалдылық 22-24 пайыз  болғанша, құрғақ ауа күйімен салыстырсақ 2-3 есе артады. Бұл аяқкиім үстін қалыпқа кигізіп, қалыптауға қажет материалдың керілу күшін 10-30 пайызға кемітуге мүмкіндік береді [1].

Дымқылдандыру күш түскенде, былғарының созылу қабілетін арттырады. Н.Ш.Шапован және М.П.Куприяновтың мәліметтері бойынша хроммен иленген жарты былғарының және жылуға  төзімді юфттің абсолют ылғалдылығын 25-30 пайызға арттырғанда, ұзару коэффициентінің артқанын, қалдық деформациясының максимал өсуін және қарқындылық бойынша кернеудің максимал кемуі байқайлады. Құрғақ ауа былғарыдағы кернеуді релаксациялау үрдісі өте баяу жүреді: 7 сағат ішінде кернеу не бары 17,4 пайызға ғана кемиді. Н.А.Шестакованың мәліметтері бойынша былғары ылғалдылығын 50 пайызға арттырған кезде релаксациялау үрдісі өте қарқынды жүреді.

Дымқылданған үлгідегі кернеу үш сағаттан соң 35-40 пайызға кемиді, ал қалдық деформациясы М.А.Фаибишенко мәліметтері бойынша 75% пайызға дейін жетеді. Қалдық деформациясының осы шамасы дайын аяқкиімнің қалыптұрақтылығын қамтамасыз етеді. Демек, былғарының ылғалдылығын арттыру қалдық деформациясын 2,5 есе арттырады.

Ылғалмен материалдың байланысу түрлері. Дымқылдандыру кезінде аяқкиім материалдары қасиеттерінің өзгеруіне, ылғалдың материалмен байланысу түрлері ерекше ықпал етеді. Барлық дымқыл материалдарды коллоидты-физикалық қасиеттеріне қарай үш түрге бөледі

1. Колоидты денелер. Олар сұйық немесе газды дисперсиялық ортасы бар икемді геледисперсиялық жүйе тәрізді болады және қатты денелерге тән бірқатар қасиеттері бар, атап айтқанда, қалпын сақтау қабілеті, беріктік, серпімділік және әсемділік қасиеттері. Бұл қасиеттер дисперсті фазаның кішкене бөліктерінен құралған құрылымдық тормен /қаңқамен/ түсіндіріледі, олар табиғатты әртүрлі молекулалық күштермен өзара байланысқан. Ылғалды сіңіру және буландырып ұшыру кезінде гельдер өзінің көлемін ерекше өзгертеді, бірақ иілімді қасиетін сақтайды. Колоидті денелерге желатин, агар-агар, ұнның қамыры жатады.

 2. Капиллярлы-ұсақ саңылаулы денелер немесе морт гельдер. Дымқылдандыру кезінде өзінің көлемін өзгертпейтін, ал ылғал ұшып кеткен соң, морт келетін және ұнтаққа айналатын заттар. Оларға ағаш көмірі, кварц құм, әлсіз күйдірілген керамикалық материалдар жатады.

3. Алғашқы екі денелердің қасиеттері бар колоидті – ұсақ саңылаулы денелер. Капиллярларының қабырғалары икемді және ылғалды сіңіргенде түрлері мен көлемі өзгереді. Бұл денелерге шым тезектен, дәннен, наннан басқа тағы былғары жатады. Кептіру кезінде ылғал ұшып кеткен соң, оның материалмен байланыс ыдырайды, бұған белгілі мөлшерде энергия жұмсалады.

Химиялық байланыс өте мықты болады және ол химиялық әрекет ету немесе қыздырған кезінде ғана бұзылады. Бұл байланысты қарастырмаймыз.

Адсорбциялық байланыс – мицелл гельдің ішкі және сыртқы беттерінің молекулаларымен судың молекулаларын адсорбциялау /сору/ нәтижесінде пайда болады. Адсорбцияның белсенді орталары NH, COOH-, топтары және молекулалардың басты тізбектерінің – NH- және –CO - пептидті байланыстары болып табылады. Ақуыздың  негізгі тізбегінің тығыз болмай қосылуымен негізделген бұл ылғал өте ұсақ кеңістіктерді толтырады және де берілген ақуыз тізбектерінің түзілуі нәтижесінде, оларды салыстырмалы үлкен қашықтықта бір бағытта ығыстырады. Материалды ылғалды сіңіруінің келесі сатысында судың молекулалары материалға молекула-кинетикалық қозғалыс негізінде енеді, бұл осмос құбылысы. Кез-келген коллоидты дене бір тектес бөлшектерден тұрмайды, молекулалық массасы әртүрлі фракция қоспасынан тұрады. Жоғары молекулалық массаның фракциясы суда ерімейді, ал төменгісі ериді.

Колоидті денелер тұйық торлы қаңқадан тұрады, олардың қабырғалары жоғары молекулалық массаның фракциясынан құралған. Тордың ішінде қабырғадан өте алмайтын ерігіш фракция бар, ол тордың ішіне гельдің қалыптасу үрдісінде өтеді. Бірақ тордың қабырғалары арқылы су өте алады, яғни, тордың қабырғалары жартылай өтетін қатпарлы болып келеді. Бұл жағдайдағы суланудың конденсациясы нәтижесінде немесе капилляр қабырғаларын сулану нәтижесінде капиллярлы сору және үстірт күштердің әрекет жасауы арқасында жүреді.

Сурет-1. Капиллярлы сору (а,б) және  капил­лярлы конденса­ция (в) механизмдерінің сызбалары

Дөңес бет сұйығы­ның Рдөң ішкі молеку­ла­лық қысымы РПЛ жал­па­ғынан капилляр қысым шамасындай кіші.

 мұндағы:  - дөңес бет қисығының радиусы; - беттік керілу /тартылу/.

Олай болса . Капиллярлы қысым гидростатикалық қысыммен тепе-тең болмағанша, түтіктегі сұйықтық көтеріле береді,

 мұндағы; h- сұйықтықтың көтерілу биіктігі; g - еркін түсу үдеуі және    мен   - тиісінше сұйықтықтың және оның буларының тығыздықтары.

Гидростатикалық және капиллярлық қысымдардың тепе-теңдігіне сүйене отырып және бу тығыздығының сұйықтық тығыздығымен салыстырғанда кіші екенін ескере отырып, капиллярдағы сұйықтықтың көтерілу биіктігін анықтауға болады:  мұндағы; r - капилляр радиусы;  - суланудың шеткі бұрышы.

Капиллярдың радиусы неғұрлым кіші болса, соғұрлым сұйықтықтың көтерілу биіктігі жоғары болатыны формуладан көрініп тұр.

Колоидты ұсақ саңылаулар - капиллярлы денелер дымқыл ауада басқаша суланады. Ауадан ылғалды ішінде капиллярлы конденсация жүре алатын белгілі көлемді капиллярлар сіңіре алады. Капиллярлы конденсация механизмін келесі мысал арқылы қарастырайық. Қабырғалары сумен суланатын капиллярды температурасы t=200 C және буының парциал қысымы PП=2132,8 Па болатын ылғал ауаға  салайық. Капилллярдың қабырғалары буды сіңіріп, қалыңдығы     болатындай ылғал бетімен қапталады. Капиллярдың түбінде  /4.1 в-сурет/ дөңес мениск түзіледі. Капилляр радиусы  r=102 мкм делік.  Осындай радиусты мениск үшін қаныққан будың қысымы  РМ  қоршаған ауаның қаныққан бу қысымының 0,9-дай болады, яғни

Демек, Рб=2132,8 Па болғандағы қоршаған кеңістіктегі бу капиллярдың менискінде қанығады, оның конденсациясы болады.

Радиусы 10 мкм-ге тең не одан кіші болатын және дымқыл ауадан ылғалды сіңіре алатын капиллярлар микрокапиллярлар деп аталады. Радиусы 10-5 см-ден үлкен болатын капиллярларды макрокапиллярлар деп атайды, ал оларды толтыратын ылғалды макрокапиллярлы ылғал немесе сулану ылғалы деп атайды. Материалды ылғалдың болуының шартты белгісі - капиллярлы конденсациямен толтырылмаған сұйықтықтар мен саңылаулардың болуы. Ылғалдың материалмен механикалық байланысы берік емес, әсіресе сулану ылғалының байланысы. Ол капиллярға қарағанда беріктігі әлсіз, оны дененің гидрофиль беті ұстап тұрады. Бұл жағдайда сұйықтықтың қабығының бетіне еркін түсу күшінің әсері айтарлықтай. Томпсон теңдеунен мынау белгілі:

Капиллярлар радиусы мен олардың ішіндегі будың серпімділігі арасындағы тәуелділікті есептеуге болады. Будың серпімділігі 40 пайыз кезінде микрокапиллярлардағы ылғалдың капиллярлы конденсациясы жүреді. Былғарыдағы ылғалдың мөлшері қоршаған ауаның өлшеміне байланысты. Салыстырмалы ылғалдылық неғұрлым жоғары, ал ауа температурасы неғұрлым төмен болса, былғарыдағы капиллярлы ылғал мен сулану ылғалы көп болады. Бірақ ауа ылғалмен толық қаныққанның өзінде де, капиллярлы конденсация радиусы 10-5 см-ден аспайтын капиллярларда орын алады. Алдын ала сұйық ылғалмен толтырылған одан да ірі капиллярлар осындай жағдайдың өзінде оны жоғалтады [2].

Материалмен ылғалдың әртүрлі байланыс түрлерінің оның физика-механикалық қасиеттерінің өзгеруіне түгізетін әсері. Аяқкиім өндіру кезінде материалдың қасиеттерінің өзгеруін ескеру қажет. Осыған орай, материалды суландырудың сипаты да әртүрлі болуы қажет, өйткені ылғал байланыстарының негізгі түрлері материал қасиеттерін әр қалай өзгертеді.

Негізгі полипептид тізбектерінің арақашықтығын арттырудың арқасында, гидратациялық ылғал былғарының көлемін біршама өзгертеді.

Былғарының көлеміне құрамында микрокапиллярлар ылғалының бар болуы айтарлықтай әсер етеді: капиллярлы ылғалдың жұқа беттерінің айырылу әрекеттерінен, былғары үлгілерінің қалыңдығы мен ауданы үлкейеді. Сулау ылғалы былғары көлемін өзгертпейді. Микрокапиллярлы ылғалмен толық қаныққан былғарыны суға салсақ, сулау ылғалы көп мөлшерде сіңірілгенмен, оның көлемін өзгертпейді /4,2 сурет/.

Сурет-2. Былғарының ауданының S абсолюттік ылғалдығына  тәуелдігі.

Хроммен иленген былғарының көлемі таннидпен иленген былғарысының көлемінен, дымқылдануға байланысты біршама өзгеріске ұшырайды. Созылу кезінде былғарының деформациялық қасиеттеріне ауаның салыстырмалы ылғалдылығының әсер етуін зерттеген Б.Поляк мы­на­дай тұжырымға келді: ауадан ылғалды сорбциялап дымқыл­дан­дыру ке­зінде хроммен иленген былғарының қалдық және серпімді де­фор­мациясы олардың ылғалдылығы серпімділігі 97 пайыз болатын бу ылғал­ды­лығымен тепе-тең болғанда ғана максимал өзгереді, яғни капил­лярлардағы ылғалдың жаппай конденсациялануы басталуы кезеңінде.

Демек, былғарының деформациялық қасиеттеріне гидратацияның және микрокапиллярлардың ылғалы айтарлықтай әсер етеді. Бұл капиллярлардың радиусы Томпсон формуласы бойынша 16 мкм. Микрокапилларлар ылғалының әсер етуімен былғарының созылу кезіндегі басқа да механикалық қасиеттері де өзгереді. Г.Г.Поварнин танидпен иленген шикізат және былғарыны будың серпімділігі 100% жақын болатын ауада дымқылдырғанда? Олардың беріктігі максимальды болады деп тапқан. Бұл жағдайда Н.А.Богданов хром және хром таннидпен иленген былғарысы үшін де дәлелдеді және де осы кезеңде жырту кезінде былғарының созылуының максимум басталатынын атап көрсетті. Сығылу кезінде былғары өзін басқаша көрсетеді. Сығылу кезінде дымқылдандыру былғарының беріктігін төмендетеді.

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

1. Новое в дизайне, моделировании, конструировании и технологии изделий из кожи/ Материалы научно-практической конференции 13-14 февраля 2003 года. – Шахты, ЮРГУЭ  2003 г.

2. Зырина М.А. Основы конструкторско-технологической подготовки обувного производства. – М.: МГУДТ, 2004.