Тема 5. Характеристика основных технологических процессов кожевенного производства и их влияние на формирование структуры и свойств кожи
Все процессы и операции кожевенного производства по их назначению и роли в формировании свойств кожи делят на три основные группы: подготовительные, дубильные, отделочные Цель подготовительных процессов и операций освободить дерму от волоса, эпидермиса и подкожно-жировой клетчатки; а также удалить из дермы глобулярные белки, кератин и небелковые компоненты.
Подготовительные процессы и операции включают: Отмоку Обезволашивание Золение Мездрение Обеззоливание Мягчение (при выработке мягких кож) Пикелевание (для подготовки к хромовому дублению)
Отмока обводнение шкуры с целью приведения ее в состояние, максимально приближающееся к парному как по содержанию влаги, так и по микроструктуре. Обезволашивание удаление волосяного покрова и эпидермиса с дермы. При обезволашивании ослабляется связь волоса и эпидермиса с дермой: поэтому они легко удаляются с дермы.
Золение важнейший подготовительный процесс кожевенного производства, заключается в обработке шкуры суспензией гидроксида кальция добавлением сульфида натрия. Мездрение механическое удаление подкожно-жировой клетчатки на мездрильных машинах. Обезволошенная и омездренная шкура называется гольем. Далее голье направляют на обеззоливание или сначала на двоение и чепракование, а затем на обеззоливание.
Двоение голья (кожи) распиливание голья по толщине на два (реже три) слоя на двоильных ленточных машинах. Верхний слой называют лицевым спилком, нижний бахтармяным спилком. Из лицевого спилка вырабатывают кожи любого назначения, из бахтармяного подкладочный спилок, спилок-велюр для верха обуви, одежды, галантерейных изделий, а также кожи с искусственной лицевой поверхностью. Чепракование разделение шкуры, голья или кожи на основные топографические участки: чепрак, вороток и полы, хаз и передину, рыбку и полы.
Обеззоливание проводят для удаления из дермы соединений кальция, попавших туда при золении, и снижения щелочности голья до нейтрального состояния. Если из дермы не удалить соединения кальция, кожа получится жесткой, с грубой лицевой поверхностью, на которой могут появиться «садка» и ломкость (мелкие и крупные трещины при изгибе кожи лицевой стороной наружу) Применяют сульфат или хлорид аммония, реже –молочную кислоту или фталевый ангидрид.
Мягчение кратковременная обработка обеззоленного голья ферментами с целью более полного разрыхления дермы, увеличения пористости и проницаемости голья, мягкости, тягучести и эластичности лицевого слоя. Пикелевание обработка обеззоленного или мягченого голья в растворе кислоты и нейтральной соли. При этом достигается более полное обеззоливание голья кислотой и его подкисление. В качестве нейтральной соли применяют хлорид натрия или сульфат аммония для предупреждения кислотного нажора голья, в качестве кислоты серную, реже соляную или смеси кислот (серную с муравьиной или уксусной). В результате пикелевания хромовый дубитель быстро и равномерно распределяется по толщине дермы
Дубление это взаимодействие дубителей с коллагеном с образованием дополнительных поперечных связей между молекулами коллагена. В результате взаимодействия дубитель частично откладывается на поверхности волокон и в порах дермы. Коллаген волокнистый белок, из которого образованы коллагеновые волокна и волокнистый каркас дермы (на 80 95%). Доказательством образования новых поперечных связей между молекулами коллагена является повышение температуры сваривания обводненной дермы в результате дубления.
Методы дубления Хромовое дубление дубление голья основными солями трехвалентного хрома. Практическое применение получили основные сульфаты хрома. Растительное (таннидное) дубление дубление голья растворами растительных дубильных веществ таннидами (содержатся в коре, древесине, корнях, листьях дуба, ивы, лиственницы, ели, квебрахо, мимозы, каштана и др.). Таннидами можно выдубить кожи различного типа: от сафьяна (очень тонкой и мягкой кожи с нежной лицевой поверхностью) до очень толстых, плотных, жестких и упругих кож для низа обуви. Кожи растительного дубления имеют невысокую температуру сваривания (80 90 °С), не устойчивы к действию кислот, щелочей, пота, плесени, окислителей, ферментов.
Дубление синтетическими дубителями (синтанами) позволило частично или полностью исключить дефицитные и дорогие растительные дубители из процесса дубления, снизить себестоимость кожи и кожаных изделий, ускорить процесс растительного дубления, повысить устойчивость кож к действию минеральных кислот и щелочей. Комбинированное дубление дубление голья несколькими различными дубителями одновременно или последовательно. Этот вил дубления в настоящее время занимает ведущее место в кожевенном производстве.
Альдегидное дубление дубление голья водными растворами альдетидов. Практическое применение нашли формальдегид и глутаровый альдегид. Кожи альдегидного дубления устойчивы к действию щелочей, пота, окислителей и ферментов. Температура сваривания кож дубления формальдегидом 90 "С, глутаровым альдегидом 83'С. Кожи формальдегидного дубления получаются тонкими, тощими (не наполненными), при хранении теряют прочность и эластичность, становятся жесткими и ломкими. Кожи, выдубленные глутаровым альдегидом мягкие, хорошо наполненные. Жировое дубление {замшевание) дубление путем пропитки голья ненасыщенными жирами типа ворваней с последующим их окислением кислородом воздуха. Ворвань смесь жиров морских животных (тюленей, дельфинов, китов) и рыб. Сами ворвани дубящим действием не обладают, но при их окислении образуются вещества, содержащие альдегидные и эпоксидные группы. Они взаимодействуют с коллагеном с образованием поперечных связей водородного типа. Кожу жирового дубления называют замшей. Замша имеет низкую температуру сваривания (70 72 °С), большую пористость, мягкость и тягучесть, не смачивается водой, она олеофильна (смачивается неполярными жидкостями).
Алюмшиевое дубление дубление голья водными растворами основных солей алюминия (основного сульфата алюминия, алюминиевых квасцов и др.). Кожи алюминиевого дубления имеют белый цвет, низкую температуру сваривания (72 75 °С); отличаются большой мягкостью и тягучестью; при намокании даже в холодной воде они раздубливаются, а при последующем высушивании становятся жесткими и грубыми. Алюминиевое дубление как самостоятельное имеет ограниченное применение. Его используют для выделки лайковой кожи (лайки) из шкур овец, коз, жеребят, собак алюминиевым (квасцовым) дублением с применением соли, муки, яичного желтка. Лайковую кожу применяют для изготовления перчаток, реже других кожгалантерейных изделий. Повысить термостойкость и устойчивость к действию воды кож алюминиевого дубления можно, во-первых, при комбинировании алюминиевых дубителей с хромовым, титановым, циркониевым; во-вторых, при использовании для дубления основных солей алюминия и органических кислот. Во втором случае температура сваривания кожи повышается до 83 °С, она не раздубливается под действием воды, однако снижается ее мягкость и тягучесть
Отделка кож для низа обуви Цель - для повышения их плотности, жесткости, водостойкости, улучшения внешнего вида. Она включает следующие процессы и операции: наполнение, жирование, разводку, сушку, прокатку.
Для наполнения кож используют водорастворимые синтетические полимеры (аминосмолы, мочевиноформальдегидные и другие смолы), смесь сульфата магния, патоки и алюминиевых квасцов. В результате наполнения повышается толщина, плотность, жесткость, устойчивость к истиранию и водостойкость кожи, снижаются ее пористость и усадка кожи по площади при сушке. Жирование обработка кожи жировой смесью или ее эмульсией. Жиры адсорбируются на поверхности коллагеновых волокон и препятствуют их склеиванию при последующей сушке кожи. Жирование придает коже гибкость, мягкость, повышает ее прочность, тягучесть, пластичность и водостойкость.»,
Разводка разглаживание складок и морщин, особенно на периферийных участках кожи; при этом увеличивается площадь кожи, уменьшается ее тягучесть, улучшается внешний вид. Сушка доведение влажности кожи до заданной нормы. Значительная часть влаги удаляется перед сушкой отжимом. Отжатые кожи содержат 45 60% влаги от их массы. Остальная влага (до содержания % от массы воздушно-сухой кожи) удаляется в процессе сушки. Кроме того, в результате сушки происходят дополнительное связывание дубителя с коллагеном, в том числе с образованием поперечных связей коллаген дубитель коллаген, усадка кожи по толщине и площади.
Отделка кож для верха обуви Цель - для придания им мягкости, гибкости, эластичности, красивого внешнего вида, повышения водостойкости. Отделка включает: Строгание нейтрализацию барабанное крашение жирование Наполнение Разводку сушку тяжку покрывное крашение прессование на резку мереи художественное тиснение шлифование
Строгание выравнивание толщины кожи со стороны бахтармы на строгальных машинах; операция осуществляется после пролежки и отжима кожи Нейтрализация проводится перед крашением и жированием. Это обработка кожи слабыми щелочными растворами (растворами бикарбоната натрия) для снижения кислотности кожи после хромового или другого минерального дубления. Благодаря нейтрализации получается ровная окраска по всей площади кожи, а эмульсия жира глубже проникает в толщу кожи.
Барабанное крашение крашение кожи раствором красителя в барабане при его вращении. Применяют кислотные, прямые, основные и другие красители. Кислотные красители придают коже равномерную, глубокую, светостойкую окраску. Прямые красители равномерно окрашивают кожу по площади, но не дают глубокого прокрашивания. Основные красители окрашивают кожу в яркие, сочные цвета, но окраска не светостойка. Их используют для углубления цвета, придания ему насыщенности после крашения кожи кислотными или прямыми красителями. Жирование кож для верха обуви осуществляют с большим количеством жирующих веществ (до 10% в хромовые кожи, % в обувную юфть), чем при жировании кож для низа обуви (1,5 3,0 %). В результате такого «обильного» жирования повышается мягкость, тягучесть, пластичность, устойчивость к многократному изгибу и водостойкость кожи Наполнению подвергают рыхлые кожи. Для этого используют водные дисперсии полимеров, растительные дубители или синтаны.
Разводка и сушка Кожи для верха обуви сушат только в растянутом фиксированном состоянии во избежание усадки площади конвективным способом на рамах или '"«в наклейку» и контактно-вакуумным способом. При этом снижаются тягучесть и мягкость кожи. Радиационная сушка применяется для подсушивания покрывной краски, нанесенной на поверхность кожи, путем ее облучения инфракрасными лучами. Слой краски подсушивается без образования корки в отличие от сушки в конвективных сушилках. Сушка токами высокой частоты основана на нагревании диэлектриков и полупроводников в быстро меняющемся электрическом поле. Кожи получаются пористыми, мягкими, гладкими. Но из-за высокой стоимости этот способ не получил широкого применения. Сублимационная сушка удаление влаги из замороженной кожи. Кожи, подвергнутые такому виду сушки, отличаются высокой пористостью, мягкостью, проницаемостью, но при этом снижается их прочность.
Тяжка механическая операция, при которой кожу подвергают растяжению и изгибу. При тяжке коллагеновые волокна склеившиеся при сушке, разъединяются, в результате повышается пористость кожи, она приобретает мягкость, гибкость, эластичность. Покрывное крашение нанесение на лицевую поверхность кожи покрывной краски для придания поверхности красивого внешнего вида, повышения водостойкости, предохранения от загрязнения, облегчения ухода за кожей и кожаными изделиями. Но покрывное крашение снижает гигиенические свойства кожи (воздухо- и паропроницаемость). Прессование уплотнение кожи под прессом гладкой горячей плитой для улучшения ее внешнего вида, придания покрытию блеска, упрочнения связи покрытия с кожей.
Нарезка мереи нанесение прессованием на лицевую поверхность кожи рисунков, имитирующих мерею кожи различных животных. Художественное тиснение нанесение прессованием на лицевую поверхность кожи рельефных рисунков. Шлифование обработка лицевой поверхности или бахтармы кожи абразивными материалами. Используется для кож с ворсовой «лицевой» поверхностью (велюр, спилок-велюр, нубук, замша). Плюшевание обработка кожи на плюшевальном круге для придания ворсовой поверхности бархатистости и блеска.