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 新型作战靴制造 关键技术的研究

新型作战靴制造 关键技术的研究

2022-11-02

来源:《北京皮革》

作者:王 韬

王 韬1,孟丛丛2,梁高勇3,秦 蕾3

(1.联勤保障部队军需能源质量监督总站,北京 100071;2.际华三五一四制革制鞋有限公司,河北 石家庄 050081;

3.军事科学院系统工程研究院,北京 100010)


摘 要:基于为适应长期高强度军事训练、严酷恶劣户外穿着环境等需要而设计制作的新型作战靴,具备轻便舒适利于机动作战、功能齐全防护到位、结实耐用保障持久等综合性能,从选材、下裁与片削、缝纫、靴底制作、成靴胶粘工艺等方面,对其制造关键技术进行总结归纳,为功能防护类鞋靴加工制造技术的优化升级,提供参考。

关键词:作战靴; 制造;胶粘工艺

Research on key manufacturing technologies of

new type combat boots

WANG Tao1, MENG Congcong2, LIANG Gaoyong3, QIN Lei3

(1.Military Supplies Energy Quality Supervision Center, Beijing 100071, China;

2.Jihua 3514 Leather and Shoes Co., Ltd., Shijiazhuang 050081, China;

3.Academy of System Engineering, Academy of Military Sciences, Beijing 100010, China)

Abstract:Based on the needs of long-term high-intensity military training and harsh outdoor wearing environment, new type combat boots are designed and manufactured, and that the combat boots have obtained good comprehensive performance, such as lightweight, comfortable, durable, and fully protective. This article summarizes the technologies of material selection, cutting and skiving, sewing, sole making, boot cemented process and so on, to provide a reference for the improvement of processing and manufacturing of functional protective footwear.

Keywords: combat boots; manufacture; cemented process

新型作战靴是配发军队的新品种,其设计特点是,在具备作战靴基本防护性能,诸如抗刺穿性、防水性、高强耐用性等基础之上,重点提升作战靴穿着轻便性与舒适度,减轻军人足部负荷,减缓长期高强度训练带来的体能消耗,提升战时单兵机动能力。新型作战靴整体重量不超过980 g/双(255号),较上一代作战靴减重近20%。

1 产品简介

新型作战靴颜色为棕色,款式采用高腰侧拉链素头外耳系带式,鞋面采用铬鞣黄牛棕色头层反绒革,靴底采用EVA发泡材料/橡胶组合大底,帮底结合采用胶粘工艺。成品作战靴具备防水性、抗刺穿性、耐磨性和耐磕碰性。新型作战靴设计款式与实物见图1。

2 制造关键技术分析

为适应长期高强度军事训练、严酷恶劣的户外穿着环境等,作战靴需要具备良好的综合性能,即轻便舒适便于机动作战、功能齐全防护到位、结实耐用保障持久。为此,在研发新型作战靴过程中,重点通过制造工艺升级优化,在实现轻量舒适性基础上,进一步增强防护性、延长穿着寿命等综合性能。

2.1 靴面制造

作战靴靴面具有包覆足及小腿下部的作用,其中还设置了具备快速穿脱功能的开启闭合部件。作战靴靴面不仅需要具备较好弹性、柔软度、透气吸汗性等,以满足足部生理舒适度需要,而因作战靴通常在户外恶劣环境下穿用,面临雨水侵袭与阳光曝晒交错,高频摩擦、屈挠、拉伸等,靴面需具备较好耐用性。

靴面制造关键技术首先体现在对原材料品质的管控,尤其应加强主要部件用料筛选;其次是规范下裁、片削工艺,避免操作不当影响材料强度;最后是要注重缝纫质量,以降低缝纫处理不当带来鞋面破损的风险。

2.1.1 选材

选材重点指对靴面材料的选用。新型作战靴靴面采用铬鞣黄牛棕色头层反绒革,头层反绒革保留了皮革的粒面层,使得皮革具有较好强度,而绒面层在抵御刮伤、摩擦、磕碰等方面优于粒面层,因而新型作战靴更适宜于野外恶劣环境下穿着。

由于铬鞣黄牛棕色头层反绒革是一种天然皮革材料,在筛选时,除了要对其撕裂强度、崩破强度、防水性能等指标、性能进行测试外,还需要采取人工拉伸、顶伸等方式,仔细辨识出皮革潜在的伤残,如表面菌伤、癣癞、鞭伤、虻眼、刀伤、划伤等伤残,并要求选料人员熟练掌握根据伤残情况而合理利用皮革的方法,即主要部件选料质量优于次要部件,外怀部件选料质量优于里怀部件,在保证各部件皮革面料品质要求的基础上,提高皮革材料利用率,控制加工成本。此外,在筛选绒面革时,还要格外关注其色差、绒毛密实程度和绒毛长度等,只有皮革表面颜色均匀且绒毛密实、长短一致,才能生产出靴面质量一致性好的产品。

2.1.2 下裁与片削

首先应根据作战靴特点将靴面部件划分为主要部件与次要部件。作战靴前帮直接影响鞋靴外观、定型效果,起到支撑、防砸等防护作用,后包跟起到支撑后帮与靴筒的作用,因此,前帮和后包跟是主要部件。主要部件的下裁尽量安排在牛皮背脊部位。考虑到成鞋的美观性,同双靴前帮部件的下裁,需要满足面料颜色、绒毛长短一致的要求,同双靴其他部件的下裁,面料风格接近即可。靴面部件的片削效果直接影响靴帮穿用寿命,尤其是头层反绒革帮面,如果某一部件片削粒面层过深,会直接影响该部位针孔撕裂强度,导致相应部位容易出现缝线开裂或者破损的问题。因此,针对需要片削的部件,应尽可能在绒面层进行片削,并使片茬呈坡型、厚薄均匀。

2.1.3 缝纫

采用缝纫线缝制鞋靴类产品,为确保缝制质量,要求缝线具有高强度,以避免穿着鞋靴时出现缝线断裂的质量问题。

作战靴靴帮的缝制质量尤为重要。在筛选缝纫线方面,线的断裂强度是决定缝纫线质量的一个重要指标,也是影响缝纫效果的重要因素。

从纤维材料长度与缝纫线的强度关系看,长丝线>短纤维线。从纤维材料种类与缝纫线的强度关系看,长丝类线,锦纶>涤纶>维纶;短纤维线类,维纶>涤纶>棉;各种线的耐磨损性能优劣程度排序为锦纶>涤纶>维纶>棉。

新型作战靴缝线较多选择涤纶长丝线或者锦纶线,单线断裂强力不低于4740 cN/50 cm。针、线和缝料之间存在密切配合的关系,针对厚度超过1.6 mm的皮革面料,通常选择14~18号缝纫机针,缝纫密度控制在7~8 针/20 mm,口门部位拐弯处缝纫不宜过密,可以适当调低一些,避免因此处应力较为集中而导致容易开裂,且缝线距边不得小于1.5 mm。

新型作战靴首次采用系带、拉链相结合的开启方式,而绱缝拉链的做工质量,不仅关系到拉链安装是否美观、结实,而且直接关系到成靴的穿着便捷性、耐用性。

缝制拉链时要求线迹平直、顺畅。首先,将拉链与拉链皮粘贴固定在鞋帮上,检查并确保拉链上口、下端与拉链皮是否对齐;其次,将鞋帮套在缝纫机上,在拉链两侧进行缝制,并确保拉链下端前后帮搭接处缝合到位;最后,使用高温烙铁将缝合好的拉链下端齿牙熨平。绱缝拉链操作示意图见图2。

2.2靴底制造

新型作战靴的轻质舒适主要通过应用超轻中底实现。受仓储要求限制,我军早期作战靴常用的中底发泡材料为橡胶发泡材料。近年来,随着新材料耐水解老化性能的提升,聚氨酯(PU)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯发泡材料(ETPU)等发泡材料在军鞋领域逐渐得到推广应用。

2.2.1 材料选择

考虑到EVA发泡材料加工技术成熟、产品质量稳

度等,只有皮革表面颜色均匀且绒毛密实、长短一致,才能生产出靴面质量一致性好的产品。

2.1.2 下裁与片削

首先应根据作战靴特点将靴面部件划分为主要部件与次要部件。作战靴前帮直接影响鞋靴外观、定型效果,起到支撑、防砸等防护作用,后包跟起到支撑后帮与靴筒的作用,因此,前帮和后包跟是主要部件。主要部件的下裁尽量安排在牛皮背脊部位。考虑到成鞋的美观性,同双靴前帮部件的下裁,需要满足面料颜色、绒毛长短一致的要求,同双靴其他部件的下裁,面料风格接近即可。靴面部件的片削效果直接影响靴帮穿用寿命,尤其是头层反绒革帮面,如果某一部件片削粒面层过深,会直接影响该部位针孔撕裂强度,导致相应部位容易出现缝线开裂或者破损的问题。因此,针对需要片削的部件,应尽可能在绒面层进行片削,并使片茬呈坡型、厚薄均匀。

2.1.3 缝纫

采用缝纫线缝制鞋靴类产品,为确保缝制质量,要求缝线具有高强度,以避免穿着鞋靴时出现缝线断裂的质量问题。

作战靴靴帮的缝制质量尤为重要。在筛选缝纫线方面,线的断裂强度是决定缝纫线质量的一个重要指标,也是影响缝纫效果的重要因素。

从纤维材料长度与缝纫线的强度关系看,长丝线>短纤维线。从纤维材料种类与缝纫线的强度关系看,长丝类线,锦纶>涤纶>维纶;短纤维线类,维纶>涤纶>棉;各种线的耐磨损性能优劣程度排序为锦纶>涤纶>维纶>棉。

新型作战靴缝线较多选择涤纶长丝线或者锦纶线,单线断裂强力不低于4740 cN/50 cm。针、线和缝料之间存在密切配合的关系,针对厚度超过1.6 mm的皮革面料,通常选择14~18号缝纫机针,缝纫密度控制在7~8 针/20 mm,口门部位拐弯处缝纫不宜过密,可以适当调低一些,避免因此处应力较为集中而导致容易开裂,且缝线距边不得小于1.5 mm。

新型作战靴首次采用系带、拉链相结合的开启方式,而绱缝拉链的做工质量,不仅关系到拉链安装是否美观、结实,而且直接关系到成靴的穿着便捷性、耐用性。

缝制拉链时要求线迹平直、顺畅。首先,将拉链与拉链皮粘贴固定在鞋帮上,检查并确保拉链上口、下端与拉链皮是否对齐;其次,将鞋帮套在缝纫机上,在拉链两侧进行缝制,并确保拉链下端前后帮搭接处缝合到位;最后,使用高温烙铁将缝合好的拉链下端齿牙熨平。绱缝拉链操作示意图见图2。

2.2靴底制造

新型作战靴的轻质舒适主要通过应用超轻中底实现。受仓储要求限制,我军早期作战靴常用的中底发泡材料为橡胶发泡材料。近年来,随着新材料耐水解老化性能的提升,聚氨酯(PU)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯发泡材料(ETPU)等发泡材料在军鞋领域逐渐得到推广应用。

2.2.1 材料选择

考虑到EVA发泡材料加工技术成熟、产品质量稳定,新型作战靴采用EVA中底/橡胶组合靴底,EVA中底发泡密度控制在0.25 g/cm3左右。

作战靴靴底制造技术研发重点为半成品材质管控与胶粘技术的提升,以保证靴底抗压缩性、耐磨性、防滑性等综合性能的实现。

2.2.2 制作工序

新型作战靴靴底采用多种材料、部件组合制作而成,由外底到中底依次为橡胶外底、EVA发泡中底、前掌高弹垫片、后跟减震垫片与中腰碳纤维支撑板。由于新型作战靴靴底由多种材料、部件制作而成,这导致其制造具有工序多、时间长的特点。靴底加工制作工序见图3。

2.3 成靴加工制造

新型作战靴是将胶粘工艺首次应用于作训类鞋靴的产品,胶粘工艺因其设备通用性强、工艺操作简便、可以快速适应产品品种变化等特点成为生产民品鞋靴的主要加工工艺,不足之处在于产品质量受技术水平、工艺管控的制约影响比较明显。因此,加强成靴加工技术和管理水平的优化升级,是保证成靴品质的重点。

成靴胶粘工艺关系到帮底结合强度,胶粘工艺不到位,容易导致成靴靴底出现开胶问题。

新型作战靴靴底为EVA发泡/橡胶组合靴底,靴底与帮面胶粘工艺的重点需要根据帮面与靴底材质的特点调制适宜的处理剂,其次,刷胶烘干过程需要对帮面与靴底进行分层烘干处理,控制好分层烘干设备的温度与烘干时间,使帮面与鞋底达到良好的活化程度后再进行贴合。成鞋胶粘工序见图4。

EVA中底刷完处理剂后可在烘箱内进行UV照射处理,以增强中底极性,进而增加处理剂粘度及其与中底之间的附着力。分层烘干条件,鞋底烘干温度为50~55 ℃,鞋帮烘干温度为60~65 ℃,时间为5~7 min。成鞋压合采用墙式压合机,底模尺寸及造型需符合成靴尺寸及造型,压力不小于0.5 MPa,压合时间不低于10 s。


3 结 语

新型作战靴良好综合性能的实现离不开加工制造各环节的精细化与规范性管理,而其制造关键技术的优化升级不仅能降低因材料多样化、工序复杂化等原因而引发的质量风险,还对功能防护鞋靴加工制造技术的优化升级具有较好的参考性。


参考文献


[1] 《中国鞋业大全》编委会. 中国鞋业大全[M]. 北京:化学工业出版社,1998.

[2] 秦蕾,梁高勇,王修行,等. 作战靴轻量化关键技术研究与应用[J]. 中国皮革,2022,51(9):101-109.

[3] 丁绍兰. 革制品材料学[M]. 北京:中国轻工业出版社,2006.



第一作者简介:王 韬(1977—),男,硕士,高级工程师,wang77115@126.com,主要从事军需产品质量监督管理工作





责任编辑人:潘飞

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