Лабораторная работа: Производство валяной обуви

Лабораторная работа № 16

Производство валяной обуви.

Ценные свойства валяной обуви объясняются особой структурой ее стенок, которые состоят из компактной массы перепутанных и сцепленных друг с другом волокон шерсти. Малая теплопроводность вещества шерсти – каротина, наличие воздушных включений внутри волокон шерсти и пространства, занимаемого воздухом между волокнами шерсти в стенках валяной обуви, обусловливают способность последней служить надежной защитой ног от переохлаждения и перегрева.

Производство валяной обуви.

В основе производства валяной обуви, так же как и других валяных изделий, лежит использование способности шерсти свойлачиваться и сваливаться при механических воздействиях в кислой среде в присутствии влаги и при повышенной температуре. При этом извитые волокна шерсти тесно переплетаются, образуя сплошную войлокообразную массу, которая в процессе валки уплотняется, уменьшается в размерах и объеме.

Производство валяной обуви складывается из следующих основных процессов: подготовки сырья, составления смеси шерсти, ее расщипывания и чесания, изготовления основы валяной обуви, валки основы, крашения, сушки и отделки.

Технологическая схема производства валяной обуви на механизированных валяльно-войлочных предприятиях при­водится на рис. 1.

Сырье для производства валяной обуви

Сырьем для изготовления валяльно-войлочных изделий служит шерсть овец, крупного рогатого скота, коз и других животных.

Качество валяльно-войлочных изделий зависит от тони­ны, извитости, длины, крепости и упругости исходной шер­сти. Важнейшим технологическим свойством шерсти являет­ся ее валкоспособносгь, т. е. способность в большей или мень­шей степени уплотняться при свойлачивании и валке. Объек­тивных количественных показателей валкоспособности шер­сти нет; на валяльно-войлочных предприятиях валкоспособность шерсти оценивают по десятибальной системе.

Для изготовления грубошерстной валяной обуви исполь­зуют натуральную овечью грубую шерсть с добавлением за­водской овечьей и коровьей шерсти, отходов мехового и овчинно-шубного производства, регенерированной шерсти и обратов производства.

Овечьей грубой шерстью называют неоднородную шерсть, состоящую из смеси волокон разного типа. Ее получают от овец всех грубошерстных пород, а также от некоторых, преимущественно первого поколения, помесей от скрещива­ния грубошерстных овец с баранами тонкорунных и полутон­корунных пород. Ее содержание в смеске может быть 47— 80%.

Валкоспособность грубой шерсти, помимо породы овец, в большой степени обусловливается временем их стрижки. По времени стрижки все виды грубой шерсти подразделяются на поярковую, весеннюю и осеннюю. Поярковая шерсть состри­гается с ягнят; эта шерсть более мягкая и извитая, чем шерсть осенних и весенних стрижек с этих же животных. Осенняя шерсть отличается меньшей загрязненностью и длиной во­локна по сравнению с весенней, содержит меньше пуха, обладает высокой валкоспособностью и поэтому является наи­более ценным сырьем для производства грубошерстной валя­ной обуви. Каждая партия натуральной овечьей шерсти, по­ступающая на валяльно-войлочные предприятия, в обязатель­ном порядке должна сопровождаться ветеринарным свиде­тельством о незараженности овец.

Заводскую шерсть получают в качестве побочного про­дукта при переработке кожевенного сырья на кожевенных заводах. Для изготовления валяной обуви используют золь­ную и намазную шерсть. Зольную шерсть удаляют с крупного кожевенного сырья после его обработки в зольниках раство­рами извести с добавлением сернистого натрия. Намазную шерсть получают при обезволашивании мелкого кожевенно­го сырья намазыванием мездряной стороны густым раство­ром извести и сернистого натрия. Из зольной шерсти наилуч­шей является коровья. Она обладает высокой валкоспособнос­тью, придает валяльно-войлочным изделиям плотность и проч­ность. Из намазной шерсти лучшей считается овечья хребто­вая: она, в отличие от овечьей боковой шерсти, относитель­но мало повреждена сернистым натрием и по качеству не­значительно уступает натуральной овечьей шерсти. Содер­жание заводской шерсти в смеске — 10—21%.

Овечью шерсть в виде отходов мехового и овчинно-шубного производства получают при стрижке шкур и их расче­сывании в процессе выделки овчин, а также путем варки в растворе серной кислоты мелкого лоскута, непригодного к использованию в качестве меха.

Регенерированную, или восстановленную, шерсть полу­чают при разработке, т. е. расщипывании лоскута новых и бывших в употреблении шерстяных, тканей и войлока; в регенерированной шерсти волокно короче, чем в натураль­ной, обладает меньшей крепостью и меньшей способностью сволачиваться. Содержание восстановленной шерсти в смес­ке — 7—13%.

Обраты представляют собой внутрипроизводственные от­ходы, полученные на различных стадиях изготовления валяльно-войлочных изделий (6—12%). Наряду с обратами сво­его производства в валяльно-войлочной промышленности ис­пользуют также отходы шерстопрядильных предприятий (8— 20%).

Фетровую валяную обувь изготовляют из натуральной ове­чьей полугрубой шерсти (отличающейся от грубой шерсти зна­чительно меньшим содержанием остевых волокон) с добавле­нием отходов козьего пуха (козьей шерсти, освобожденной от ости), очесов шерстопрядильных фабрик и обратов произ­водства, а также в ряде случаев штапельного вискозного волокна. Содержание полугрубой шерсти в смеске составля­ет 42—56%, козьего пуха — до 14%.

Рис. 1. Технологическая схема производства валяной обуви

Подготовка сырья

Поступающая на валяльно-войлочные предприятия шерсть неоднородна по длине и толщине и имеет различный цвет волокон. Кроме того, в шерсти содержатся засоряющие примеси. Наиболее вредной примесью в натуральной шерсти является репей: при попадании последнего в валяную обувь и последующем выкрашивании из нее на стенках обуви обра­зуются глубокие впадины и сквозные отверстия.

Для правильного использования сырья и обеспечения необ­ходимого качества валяной обуви шерсть, поступающую на валяльно-войлочные предприятия, подвергают специальной подготовке; она заключается в разборке шерсти по цветам, отделении посторонних примесей и загрязнений, разрыхле­нии шерсти и т. д.

Разбирают и сортируют главным образом натуральную овечью шерсть; заводская шерсть обычно поступает на ва­ляльно-войлочные предприятия в рассортированном виде. Шерсть, засоренную репьем, обрабатывают на репье-очистительных машинах. Удаление пыли из шерстяного лос­кута достигается обработкой на пылевыколачивающих маши­нах. Очищенная от загрязнений и разрыхленная шерсть по­ступает на составление смеси.

Составление смеси, расщипывание и чесание шерсти

Валяную обувь вырабатывают из смесей, составленных из различных видов шерсти. Применение одного какого-либо вида шерсти для изготовления валяной обуви нецелесообраз­но по техническим и экономическим соображениям. Лишь правильный подбор компонентов смеси обусловливает хоро­ший внешний вид валяной обуви, ее плотность, прочность, малую теплопроводность и другие необходимые свойства. При составлении смеси учитываются: вид обуви и требования, предъявляемые к ее качеству, особенности каждого вида шерсти (длина волокна, упругость, крепость, способность к свойлачиванию и т. д.). Состав смеси для изготовления валя­ной обуви устанавливается действующими техническими ус­ловиями на эту обувь.

Процесс составления смеси шерсти состоит в образова­нии более или менее однородной по волокнистому составу массы путем последовательного наслоения (настилки) одного вида шерсти на другой и дальнейшего перемешивания всех слоев. При настилке слоев чередуют шерсть с различной дли­ной волокна, крепостью и валкоспособностью: на слой длин­новолокнистой шерсти настилают слой коротковолокнистой, а на слой валкоспособной шерсти — слой менее валкоспособной. После настила вручную 30—40 слоев шерсть отбирают в вертикальном направлении сверху вниз, перемешивают и перекидывают на новое место, пока волокнистая масса не станет однородной. На крупных валяльно-войлочных предпри­ятиях настилка слоев шерсти, отбор смеси по вертикали и перемешивание шерсти осуществляются при помощи соот­ветствующих механизированных установок.

Полученную смесь перед поступлением в дальнейшую обработку замасливают. Шерсть замасливают для предохра­нения волокна от разрыва, уменьшения потерь волокна и его повреждения при последующем расщипывании и расчесыва­нии, а так же для того, чтобы облегчить выполнение этих операций. Для замасливания смеси используют эмульсии, со­держащие минеральное масло, мыло, соду и воду, в последнее время стали применять эмульсии, в которые входят эмульгирующая паста, триэтаноламин, минеральное масло и др.

Приготовленная смесь шерсти поступает на щипальные машины, в которых одновременно с разделением шерсти на более мелкие клочки происходит дальнейшее- перемешива­ние шерсти и удаление посторонних примесей. Разрыхление смеси на щипальных маслинах способствует меньшему повреж­дению шерстяных волокон при последующем чесании.

При чесании шерсть разделяется на отдельные волокна и окончательно перемешивается. Производится эта операция на чесальных машинах различной конструкции. В процессе прохождения через чесальную машину шерсть многократно обрабатывается движущимися игольчатыми поверхностями. С чесальной машины шерсть сходит в виде рыхлой ваты, одно­родной по характеру волокна, толщине и плотности; волокна шерсти удерживаются в вате благодаря их извитости и спо­собности взаимно сцепляться. При расчесывании шерсти од­новременно происходит ее тщательная очистка, так как рас­тительные примеси разрушаются игольчатыми поверхностя­ми и отделяются от шерсти. Шерсть, сходящая со съемного барабана чесальной машины, навивается на конусообразные или фигурные валики (патроны), а также на ватный барабан. Снимаемая с ватного барабана чесальной машины вата слу­жит для изготовления пластов и для заростки основы валя­ной обуви.

При навивке на конусообразные патроны образующаяся ватная заготовка (конус) по форме напоминает голенище са­пога. Узкий конец конуса служит для формования головки са­пога, поэтому конус навивается большей длины, чем это необ­ходимо для образования голенища.

Фигурный патрон состоит как бы из двух совмещенных усеченными поверхностями конусов: удлиненного, служаще­го для формования голенища сапога, и короткого, служаще­го для образования головки сапога. В коротком конусе конец, предназначенный для формования головки сапога, имеет рас­ширенную форму.

Размеры конусообразных и фигурных патронов подбира­ются в соответствии с размерами изготовляемых сапог. Тол­щина навиваемого на патроны слоя шерсти устанавливается исходя из необходимой толщины и веса изготовляемой обуви. На патроны перед навивкой конусов надевают полотня­ные чехлы: навитые конусы снимают с патронов вместе с чехлами и далее передают на изготовление основы валяной обуви.

Изготовление основы валяной обуви Изготовление основы является одним из наиболее ответ­ственных процессов в производства валяной обуви. От пра­вильного изготовления основы в решающей степени зависят качество валяной обуви и расход шерсти.

Для получения валяной обуви определенных размеров при изготовлении основы учитывают ее усадку при последующих свойлачивании и валке. Обычно размеры основы превышают размеры валяной обуви в 2,5 раза по длине и ширине верха голенищ и в 2 раза по длине головок и ширине низа голенища. Изготовление основы состоит из большого числа ручных и механизированных операций, посредством которых рыхлая волокнистая масса навитых ватных заготовок превращается в полуфабрикат сапогообразной формы установленных разме­ров, веса, толщины и плотности. Состав и последовательность операций изготовления основы для разных видов валяной обуви не вполне совпадают.

Процесс изготовления основы для валяных сапог по наи­более распространенной технологии складывается из предва­рительного уплотнения ватных заготовок (конусов), формо­вания головок, окончательного уплотнения ватных заготовок (конусов) и их расправки, подготовки пластов, заростки ос­новы, уплотнения основы и ее расправки.

Предварительное уплотнение конусов производится для предупреждения нарушения правильности расположения шерсти при транспортировании и дальнейшей обработке по­луфабриката. Уплотняют конусы на притирочных машинах. Рабочим органом последних является легкая деревянная пли­та и стол с ровной поверхностью. Конус вместе с находящим­ся в нем полотняным чехлом кладется на стол под плиту, после чего плита опускается и приводится в возвратно-по­ступательное движение.

Окончательное уплотнение конусов производится в не­сколько приемов на свойлачивающих плиточных или каталь­ных трехвалковых машинах при повышенной температуре и увлажнении шерсти. На плиточных машинах конусы (с чех­лами внутри) уплотняются под влиянием механических воз­действий плиты, приводимой в возвратно-поступательное движение. В результате вертикального давления и горизон­тального сдвига происходит сближение и перепутывание во­локон шерсти; уменьшается толщина конусов и рыхлая вато-образная масса шерсти приобретает вид войлока. В каталь­ных машинах полотняный сверток с конусами, вращаясь меж­ду валами, подвергается попеременно сжатиям и сдвигам. В процессе уплотнения сверток несколько раз извлекают из катальной машины, развертывают, расправляют конусы и укладывают на полотно свертка другой стороной. Окончатель­ное уплотнение конусов чередуется с формованием головок основы, т. е. конусы уплотняют сначала до формования голо­вок, а затем после него.

Сущность формования головок основы для валяной обуви заключается в вытягивании нижнего узкого конца конуса и придании ему формы замкнутого чулка. Для удобства формо­вания головки основы на диаметрально противоположных стен­ках нижнего конуса делают надрывы.

Надорванные концы конуса вручную вытягивают по длине и ширине, а затем им придают необходимую форму, огибают края и сращивают их, получая при этом свойлоченный замк­нутый чулок. Для лучшего сращивания надорванных концов конуса и более удобного загибания соединяемые края (кром­ки) утоняют; между кромками прокладывают тонкий слой чесаной шерстяной ваты повышенной валкоспособности для связывания загнутых одна на другую кромок концов конуса. Конусы с отформованными головками, освобожденные от по­лотняных чехлов и окончательно уплотненные, подвергают расправке на соответствующих расправочных станках для придания им более правильной формы и размеров, а затем направляют на заростку основы.

Заросткой основы называется операция наращивания тол­щины стенок основы в местах наибольшего износа валяных сапог. Для утолщения основы в головке (подошве) и в нижней части голенища шерсть, накладываемую дополнительно на эти места основы, подготавливают в виде пластов, настилае­мых из отдельных слоев ватки. Пласты настилают определен­ной конфигурации, необходимой для облегания головки, по­дошвы и нижней части голенища.

Подготовленные пласты перед их применением для на­ращивания отдельных участков основы уплотняют на свойла­чивающих плиточных или катальных машинах. При излиш­нем уплотнении пластов они плохо сращиваются с основой, что приводит к скрытому дефекту — внутреннему расслое­нию стенок валяной обуви.

В процессе заростки основы ее головку, подошву и ниж­нюю часть голенища обкладывают вручную в определенном порядке уплотненным пластом. Иногда, в частности при изго­товлении средней и тонкой валяной обуви, операцию зарост­ки основы объединяют с формованием головки основы. Заро-щенную основу уплотняют при увлажнении и нагревании на катальных или плиточных машинах, а также на маятнико­вых свойлачивающих машинах.

После уплотнения основу расправляют на специальном станке; в процессе расправки основе придают требуемые размеры и форму.

Валка основы, крашение, сушка и отделка валяной обуви

Основа валяной обуви обладает недостаточной плотнос­тью и прочностью; дальнейшее уплотнение основы достигается валкой в молотовых валяльных машинах. В процессе валки под влиянием ударов и сжатий происходят перемеще­ние волокон и односторонние их сдвиги в направлении кор­невых концов; при этом волокна шерсти сокращаются в дли­не, изменяют свою форму, переплетаются в сплошную плот­ную массу. Под влиянием валки наблюдается резкая усадка основы в продольном и поперечном направлениях.

Для увеличения валкоспособности шерсти и облегчения выполнения процесса валки основу предварительно, а иногда и в процессе валки пропитывают слабым раствором серной кислоты (2,5—4,5%) при +30—35°С. Избыток кислоты удаля­ют, отжимая основу или давая кислоте стечь.

Валку основы валяной обуви обычно выполняют в четы­ре периода с промежуточными расправками и растяжками основы в поперечном и продольном направлениях. При валке основа смачивается горячей водой (от 40 до 60—65°С), что способствует лучшей ее увалке. Промежуточные расправки и растяжки основы проводятся для сохранения правильной ее формы, а также для предупреждения сращивания внут­ренних поверхностей стенок валяной обуви, образования руб­цов и других дефектов.

При изготовлении крашеной валяной обуви полуфабри­кат в зависимости от состояния шерсти, от того, какой цвет необходимо получить, и других условий окрашивают в той или другой стадии валки основы.

После валки, расправки и крашения полученные валя­ные сапоги обрабатывают горячей водой или паром, растяги­вают голенища на рычажном станке и насаживают обувь на колодки механическим или ручным способом. Насадка на ко­лодки необходима для придания валяной обуви устойчивой формы и нужных размеров. При насаживании сапог на колод­ки происходит некоторое растяжение обуви; величина рас­тяжения должна находиться в определенных пределах, так как при излишнем растяжении возможна значительная усад­ка валяной обуви при ее намокании и последующем высуши­вании в процессе носки.

Конструкция колодок видоизменяется в зависимости от применяемого способа насадки валяной обуви. Колодки для ручной насадки, применяемые на мелких валяльно-войлочных предприятиях, состоят из головки, переднего, заднего и среднего клиньев и дополнительной расклинки.

Колодки для механической насадки, используемые на более крупных предприятиях, значительно сложнее по кон­струкции. Насаживают валяную обувь на эти колодки при по­мощи машин. Сапог надевается на сложенную (выпрямлен­ную) колодку; рабочие органы насадочной машины осуще­ствляют поворот головки колодки и одновременно расшире­ние нижней части обуви и голенища.

Колодки для насадки валяной обуви изготовляют сим­метричными относительно плоскости, проходящей через осе­вую линию следа, т. е. без различия левой и правой полупары.

Размеры и форма колодок для механической насадки нор­мируются техническими условиями на эти колодки; головки колодок для ручной насадки должны по форме и размерам совпадать с головками соответствующих колодок для механи­ческой насадки.

Насаженную на колодки валяную обувь подвергают оп­равке ударами колотушки для исправления неправильнос­тей формы обуви, разогревают в горячей воде и обрабаты­вают на рубчатке, т. е. вращающемся валике с зубчатой по­верхностью. Тупые зубья валика, воздействуя на стенки ва­ляной обуви, несколько выравнивают их по толщине и до­полнительно уплотняют, что способствует уменьшению усад­ки обуви при носке.

После обработки на рубчатке валяную обувь для удале­ния избыточной влаги высушивают при +80—110°С в течение 7—8 часов и более.

Снятая с колодок высушенная валяная обувь поступает в чистку, в процессе которой с поверхности обуви снимают гру­бые торчащие концы волокон шерсти (ворс). При чистке ва­ляной обуви поверхность голенищ головок, задников и по­дошв обрабатывают на чистильных (шлифовальных) станках вращающимися абразивными валиками. Поверхность валяной обуви дополнительно чистят изнутри для удаления рубцов и полируют снаружи вращающимися валиками, обтянутыми войлоком для улучшения внешнего вида.

Готовую валяную обувь сортируют, устанавливают ее раз­мер (номер), подбирают в пары по наружным размером и внешнему виду, обрезают по верхнему краю голенища и сши­вают попарно.

Определение сортности валяной обуви

Валяная обувь подразделяется на два сорта: 1-й и 2-й. Сорт определяют не по одному, наиболее резко выраженно­му, дефекту, а по их совокупности в худшей полупаре. Неза­висимо от сорта, валяная обувь должна соответствовать тре­бованиям технических условий по физико-химическим свой­ствам, линейным размерам, толщине, весу и разнице в ли­нейных размерах и толщине в паре.

Основными дефектами, встречающимися в валяной обу­ви, являются: разнооттеночнюсть от раздельной чистки голо­вок и голенищ сапог; неровность окраски и пятнистость, на­личие мелких частиц репья, неразработанных ниток и расти­тельных примесей с различной глубиной вкрапления, недо­статочная прочность окраски при испытании на сухое трение с внутренней стороны голенища, выражающаяся в закраши­вании белой бязи, отклонение формы пятки задника и носка от фасона насадочной колодки, зачищенная неровность внут­ри сапог, получающаяся от зажимов, несростки и рубцов; местные впадины, выхваты (прочистка) и утонения; зажимы внутри сапог; рубцы на поверхности сапог, расслоение вой­лока внутри сапог и др. В зависимости от степени выраженно­сти и влияния на эксплуатационные свойства валяных сапог перечисленные дефекты допускаются в обуви 1-го или 2-го сорта или же не допускаются в обуви обоих сортов.

К 1-му сорту относятся валяные сапоги при наличии в них не более двух следующих дефектов, не ухудшающих эксплуатационные свойства и внешний вид сапог: мелких ча­стиц репья с глубиной вкрапления не более 1 мм, местных впадин внутри сапога с разницей в толщине по сравнению с соседними местами не более 1,5 мм.

Ко 2-му сорту относятся сапоги при наличии не более четырех из перечисленных ниже дефектов: пятнистости из за разного цвета сырья или неудовлетворительной окраски, а также до двух масляных пятен в сапоге общей площадью до 6 см² , мелких частиц репья, неразработанных ниток и растительных примесей с глубиной вкрапления не более 1,5 мм, рубцов и заломов на поверхности сапог с разницей в толщине по сравнению с соседними местами не более 2 мм, следов в местах сростки кромок внутри сапога. Валяная обувь, не удовлетворяющая требованиям 2-го сорта, не подлежит реализации.