Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow ТЕХНОЛОГИЯ МЕХА: СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГЛАВЫ
Посмотреть оригинал

Процессы выделки

Пикелевание - один из важнейших процессов технологического цикла выделки мехового полуфабриката, поскольку основное изменение волокнистой структуры дермы происходит главным образом при обработке кислотно-солевым раствором (пикелем). Разделение пучков коллагена обеспечивает высокие свойства КТ. Применение органических кислот определяет хорошие пластические свойства полуфабриката, увеличение выхода площади, равномерное продубливание всех слоев полуфабриката и более высокую температуру сваривания.

При взаимодействии белков шкуры с кислотой происходит химическая реакция последней с активными группами белка. Поглощение кислоты белками шкуры вызывает увеличение ее объема (нажор). Во избежание нажора в пикельный раствор добавляют хлорид натрия.

При пикелевании происходят следующие явления: взаимодействие активных групп коллагена с кислотой, разделение волокон на более мелкие, обезвоживание и уплотнение КТ, частичное конссрвирование белков, удаление части межволоконных белков и углеводов, цементирующих структурные элементы. Чем полнее удалены межволоконные вещества, чем более мягкой и тягучей становится КТ (приобретает ценное свойство - «потяжку»).

Пикелевание снижает устойчивость коллагена к воздействию высоких температур (температура сваривания снижается). При обработке пикельными растворами структура кератина волоса, белков мальпигиева слоя эпидермиса и волосяных луковиц существенно не изменяется. Однако кислотное воздействие повышает способность шерсти к свойлачиванию, изменяет естественную окраску волос. Ослабленная на предпикельных операциях связь ВП с КТ в кислотно-солсвом растворе восстанавливается.

Факторами, влияющими на процесс пикелевания являются:

  • 1. Микроструктура шкуры. Разные топографические участки шкуры, имеющие различную толщину и плотность, поглощают неодинаковое количество кислоты и соли. Рыхлые участки поглощают кислоту быстрее и в большем количестве, чем плотные участки. Больше кислоты поглощается кератином и благодаря развитой адсорбционной поверхности насыщение достигается в более короткие сроки по сравнению с насыщением коллагена. Поэтому режим процесса должен устанавливаться в зависимости от состояния и КТ, и ВП.
  • 2. Природа и концентрация компонентов пикельного раствора. При пикслсвании меховых шкур в растворах сильных минеральных кислот преобладает обезвоживание, способствующее формированию КТ, некоторому повышению мягкости и тягучести. Диспергирующее действие проявляется лишь в разбавленных растворах минеральных кислот. Несмотря на пониженную сорбцию органических кислот коллагеном по сравнению с минеральными, вымывание углеводных компонентов проявляется сильнее, имеет место диспергирующее действие кислоты. Это способствует более тонкому разволокнению КТ и, следовательно, повышению сс упругоэластичных свойств. В отличие от минеральных, органические кислоты не вызывают осложнений при последующем хромовом дублении, так как даже их концентрированные растворы (10-15 г/дм3) имеют более высокую pH по сравнению с pH растворов минеральных кислот.

При сопоставлении действия пикельных растворов минеральных и органических кислот на шкурки кролика и особенно пушнину, выявлено преимущество пикелевания органическими кислотами (более мягкая и пластичная КТ, более сильное разволокненис, меньшее поврсждение ВП). Недостатком слабого (органического) пикслсвания является его длительность.

  • 3. Количество нейтральных солей (хлорида натрия) должно препятствовать образованию нажора. Чрезмерное увеличение концентрации вызывает утяжеление и загрубление КТ.
  • 4. Ж.к. должен быть достаточно высоким, чтобы ВП шкур не свойлачивался.
  • 5. Длительность процесса пикелевания следует устанавливать не по завершению сорбции кислоты, а по глубине и равномерности ее проникания во всю толщу КТ. Интенсифицировать процесс пикелевания можно за счет проведения его при постоянной повышенной (около 40 °С) температуре, усиления механического воздействия и выбора оптимальных режимов пикелевания данного вида сырья.

При производстве меха нет достаточно объективных показателей, устанавливающих завершение того или иного процесса. На практике это делается органолептически. Пропикелеванность определяют по появлению белой полоски («сушинки») при сдавливании сгиба КТ; тягучести; обезвоженности и шероховатости.

Пролежка после пикелевания - важный технологический процесс, во время которого происходят следующие явления:

  • - проникновение кислоты из поверхностных слоев в толщу КТ и волос, в результате чего достигается равномерное распределение ее в полуфабрикате;
  • - дополнительное связывание реагентов с активными группами белка;
  • - частичный отжим влаги из шкуры при давлении одной шкуры на другую; продолжительность пролежки после пикелевания от 12 до 24 часов.

После проведения одного из процессов, разрыхляющих белковую структуру (пикелевание, мягчение или квашение), необходимо закрепить полученные изменения, иначе прочность КТ может быть легко нарушена в процессе носки готового мехового изделия под действием атмосферной влаги может произойти се распикелсванис и набухание. Меховые шкуры, подвергнутые только пикелеванию, имеют сравнительно низкую температуру сваривания, они неустойчивы к действию ферментов и различных химических реагентов. В связи с этим затрудняется проведение последующих процессов сушки и крашения с применением термического и химического воздействия на шкуру. Поэтому после пикелевания проводят дубление меховых шкур. Процесс дубления заключается в обработке шкур различными веществами, называемыми дубителями. При дублении в результате химического взаимодействия дубителя с белками шкуры достигается необратимое понижение реакционной способности коллагена и тем самым повышаются его водо- и термостойкость, устойчивость к последующим обработкам.

При дублении повышается устойчивость коллагена к действию кислот, щелочей и ферментов, а также окислителей и восстановителей, что особенно важно для меховых шкур, которые неоднократно подвергаются таким обработкам (крашение, отбеливание, облагораживание ВП и др.). С дубителями взаимодействует и кератин ВП, но количество связываемых волосом дубящих соединений невелико по сравнению с КТ.

Дубящими свойствами обладают многие неорганические и органические соединения. Неорганическими дубителями могут быть соединения хрома, алюминия, железа, титана, циркония и др.; органическими - танниды, альдегиды, аминосмолы, высоконепредельные жиры и др. Однако не все дубители могут быть использованы при обработке меха. В данном случае наибольшее значение имеют соли хрома (III) и хрома (VI). Комплексные основные соли хрома (III) являются дубителями, а соли хрома (VI) - исходными продуктами для приготовления дубящих соединений и протравления шкурок перед крашением.

Дубящие соединения хрома представляют собой многоядерные гидроксокомплексы, хорошо растворимые в воде и устойчивые в широком диапазоне pH. Они медленнее, чем другие минеральные дубители, вступают в реакции замещения с активными группами коллагена, что позволяет легко управлять процессом дубления во времени.

На стадию диффузии хромового дубителя в дерму влияют следующие факторы:

  • 1) степень разделения и разрыхления структуры коллагена;
  • 2) размер дубящих частиц;
  • 3) концентрация дубящих веществ и температура раствора;
  • 4) механическое воздействие.

На стадию связывания дубящих соединений хрома с белком влияют следующие факторы:

  • 1) основность дубящего раствора;
  • 2) pH раствора;
  • 3) природа и состав хромового комплекса;
  • 4) концентрация соединений хрома;
  • 5) температура дубящего раствора;
  • 6) наличие нейтральных солей;
  • 7) влияние солей органических кислот (маскирующих веществ);
  • 8) старение дубящего раствора;
  • 9) продолжительность дубления;
  • 10) пролежка выдубленного полуфабриката.

Контроль хромового дубления предполагает: контролирование приготовления растворов, загрузки дубящего раствора, непосредственно процесса дубления.

С повышением температуры дубящего раствора увеличивается скорость взаимодействия соединений хрома и их связывание с коллагеном, а также равномерность распределения хрома по слоям. Однако при сильном повышении температуры пластические свойства мехового полуфабриката уменьшаются, поэтому повышение температуры выше 45 °С не рекомендуется.

В настоящее время наиболее широко для дубления применяются хромовые комплексы, иногда в сочетании с другими типами дубителей. Это обусловлено более высоким качеством полуфабриката хромового дубления, или, если посмотреть с другой стороны, меньшим количеством недостатков, присущих хромовому дублению по сравнению с другими видами дубления. Однако недостатки хромового дубления существуют, и, по крайней мере, такие из них, как высокое во- допотрсблснис, связанное с концентрационными ограничениями рабочих растворов, и токсичность соединений хрома, еще не скоро будут устранены. С повышением экологических требований к изделиям из кожи и меха, а также к очистке или утилизации сточных вод производства последний недостаток приобретает все большую значимость.

В настоящее время во многих развитых странах по санитарным и экологическим нормам соединения хрома не должны вообще присутствовать в изделиях или промышленных стоках либо их содержание должно быть сведено к минимуму. Поэтому научные разработки, направленные на поиск бесхромовых или хромсберегающих технологий, приобретают все большую актуальность.

Одним из способов дубления, который позволяет интенсифицировать процесс, значительно сократить расход воды и практически полностью исключить образование сточных вод, при этом повысив качество и выход шкур по площади, является дубление в органических растворителях. Применение органических растворителей в процессе дубления развивается в основном в двух направлениях. Наиболее распространснное направление основано на применении полярного и неполярного растворителей (например, воды и перхлорэтилена). Неполярный растворитель выполняет роль среды и вводится в раствор для обеспечения требуемого ж.к., а дубление осуществляется высококон- центрированным водным раствором дубителя. Система используется в виде эмульсии, для образования которой применяют неионогенное ПАВ. Эмульсия более интенсивно диффундирует в толщу КТ, способствует ее обезвоживанию, созданию пористости и повышает химическую активность различных зон коллагена. Проникание органического растворителя в структуру дермы предотвращает склеивание ее отдельных элементов и соответственно снижает усадку в процессе сушки.

Вторым направлением является использование органических растворителей в качестве среды, в которой полностью растворен дубитель. В этом случае могут быть использованы полярные и неполярные растворители или смеси полярного растворителя и воды. В качестве растворителей наиболее перспективно использование хлорированных и фторированных углеводородов, поскольку они негорючи, невзрывоопасны, обладают низкой теплоемкостью и теплотой испарения, что позволяет их регенерировать при небольших затратах тепла.

За рубежом широко применяется несколько способов дубления с использованием органических растворителей, среди которых можно выделить два основных:

  • Карбасет-способ. Основан на применении гидрофобных неполярных растворителей. Шкуры в зависимости от вида и метода их консервирования подвергают отмоке, мойке и мездрению, затем отжимают до влажности 30-60 % и обрабатывают в аппарате «Бове» в среде органического растворителя. Химические материалы, необходимые для пикелевания и дубления, применяются в виде концентрированных растворов либо без предварительного растворения в воде. После этого растворитель перекачивают в промежуточный резервуар для регенерации. Оставшиеся в аппарате шкуры отжимают и сушат. К моменту выгрузки они имеют сухой ВП.
  • Дубление по способу «Секотан» осуществляется как в среде органического растворителя, так и в водной среде. Практически непосредственно дубление проводится в водной среде, а растворитель используется для сушки полуфабриката. В качестве растворителя применяют ацетон или спирт. Недостатками данного метода являются большой расход растворителей, их горючесть и взрывоопасность.

Синтез новых дубящих материалов, способных растворяться в органической среде, и создание специального высокопроизводительного оборудования определяют перспективность использования данного метода.

В связи с необходимостью охраны окружающей среды все большее внимание уделяется частичному или полному исключению хрома из процессов дубления. По данной причине во многих странах проводятся работы по усовершенствованию дубления солями алюминия и применению различных органических дубителей.

Использование соединений алюминия позволяет получать шкурки с белой КТ, плотным тонким ворсом и хорошей органолептической оценкой, но с невысокой гидротермической устойчивостью. Комбинирование алюминиевого дубления с дублением оксиметилированным альдегидом или полимерными препаратами фирмы BASF позволяет повысить температуру сваривания КТ и практически полностью исключить необходимость додубливания их соединениями хрома. При дублении соединениями алюминия, маскированными лимонной кислотой и глутаровым альдегидом, температура сваривания достигает 86 °С. При необходимости последующего крашения полуфабриката при высоких температурах его додубливают небольшим количеством соединений хрома.

На кафедре плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов (ПНТВМ) КНИТУ ведутся исследования в области частичной или полной замены токсичных соединений хрома на экологически безопасные перспективные дубящие материалы. Так, разработаны хромсберегающие технологии получения мехового полуфабриката с применением неизоционатных уретанов и плазменной обработки, с использованием сульфаттитанилат аммония и низкотемпературной плазмы пониженного давления.

Пролежка после процесса дубления необходима для дополнительной диффузии солей хрома во внутренние слои КТ и более прочного их связывания с коллагеном. Температура сваривания КТ в процессе пролежки, особенно после сушки, повышается. По рекомендациям последней Единой технологии продолжительность пролежки определялась в 60-72 часа. При использовании современных химических реагентов, обеспечивающих повышение интенсивности жидкостных процессов, рекомендуемое значение пролежки после дубления снизилось до 12-14 часов, после намазного жирования - до 2-3 часов.

После пролежки следует операция отжим, чаще всего проводимая в центрифуге.

Жирование представляет собой обработку шкур после пикелевания и дубления жирующими материалами, в результате которой они приобретают мягкость и пластичность. Жирующие материалы адсорбируются на поверхности структурных элементов КТ, разделяют их и создают вокруг волокон жировые оболочки, что придает шкуре повышенную водостойкость. Жирующие материалы предотвращают склеивание волокон при сушке и облегчают их взаимное скольжение под влиянием деформирующих усилий. При этом возможно химическое связывание жирующих материалов с дубителями и коллагеном.

Наибольшее распространение получил окуночный способ жирования в разбавленных эмульсиях. Важнейшим свойством эмульсий является их устойчивость во времени. Устойчивые эмульсии проникают в КТ и там не расслаиваются (в этом случае волокна КТ не будут смазаны жиром); неустойчивые эмульсии расслаиваются слишком быстро, жирующие вещества осаждаются на поверхности КТ, и волокна внутри нее не прожировываются. Эмульсия оптимальной устойчивости проникает в КТ, равномерно распределяется и только затем теряет устойчивость, и жировые вещества адсорбируются волокнами. Для более полного разложения эмульсии в конце жирования рекомендуется использовать хлорид натрия (50 г/дм3).

В последнее время востребован способ жирования шкур, совмещенный с дублением и даже пикслсванисм. При этом достигается глубокое проникание эмульсии внутрь КТ и расслаивание ее непосредственно на поверхности волокон. При этом способе значительно сокращается длительность цикла обработки, поглощение жиров составляет 60-80 %, поэтому целесообразно повторно использовать растворы.

Отжим. Во время проведения жидкостных процессов меховой полуфабрикат впитывает большое количество влаги, в некоторых случаях 80 %. Для качественного проведения последующих операций влага удаляется отжимом полуфабриката в центрифуге, представляющей собой цилиндр с перфорированной поверхностью, вращающийся вокруг своей оси с большой скоростью. При вращении, благодаря центробежной силе, полуфабрикат плотно прижимается к стенкам барабана. Влага удаляется наружу через стенки цилиндра. Таким образом, содержание влаги можно снизить до 50 %.

Строгание. При обработке шкур с толстой и плотной КТ или неравномерной толщиной по топографическим участкам выполняют операцию строгания. Цель строжки - выровнить толщину КТ по всей шкуре.

Сушка. Назначение этой операции - удалить из полуфабриката избыточную влагу и подготовить его к заключительной отделке. Значительная часть влаги удаляется из шкурок перед сушкой отжимом в центрифуге. Влага прочно заполняет крупные капилляры и поры полуфабриката (влага намокания). В отжатом полуфабрикате находится 45-60 % влаги, а после основной сушки 12-15 %. Сушка должна обеспечить высокое качество полуфабриката и минимальную его усадку. Режим сушки должен быть экономичным и быстрым, обеспечивать наименьшие затраты труда, тепла и электроэнергии.

Существует несколько способов сушки: контактный, конвективный, радиационный и сушка токами высокой частоты. Основными применяемыми методами сушки являются первые два, так как последние достаточно дорогостоящие.

Разбивка. После сушки осуществляют разбивку КТ полуфабриката. При обработке шкурок на разбивочных машинах волокна разделяются, КТ разрыхляется, в результате чего она становится более мягкой и пластичной. Обычно разбивку проводят после откатки-увлажнения. Одновременно с разрыхлением производится подчистка. В процессе разбивки увеличивается площадь шкурок. Наиболее эффективна разбивка на машине РМ-2. Если поверхность вала между ножами заполняют наждачным порошком, машина одновременно с разбивкой производит и подчистку КТ. Более безопасна в работе, хотя и уступает по качеству разбивки проходная разбивочная машина МРК.

Откатка. Откатка играет исключительно важную роль. Операцию выполняют неоднократно и в зависимости от режима подразделяют на откатку КТ и откатку волоса. Во время откатки КТ мехового полуфабриката претерпевает интенсивные механические воздействия, что повышает её мягкость, ВП под влиянием шлифующего действия опилок становится чистым, рассыпчатым, приобретает блеск. Правильное проведение откатки в значительной степени зависит от вида, формы и размера древесных опилок. Опилки используют от древесины твёрдых лиственных пород, применение опилок дуба не разрешается. Опилки имеют влажность 25-30 % (влажные) и 10-12 % (сухие). Предпочтительно использовать опилки поперечной распиловки квадратного сечения с длиной стороны около 3 мм. Опилки меньших размеров, игольчатой формы нс выполняют своего назначения при откатке: засоряют ВП, вызывают его свойлачивание, не способствуют дополнительному разрыхлению КТ.

Для получения хорошего блеска волоса откатку рекомендуется проводить опилками, смоченными скипидаром. Особенно важна откатка для окрашенных шкур, так как от ее проведения зависит удаление непрочно зафиксированного красителя и устранение маркости. Откатка проводится также для очистки волоса и КТ от излишков жира.

Технология откатки следующая. Древесные опилки и вспомогательные материалы помещают в барабан. При вращении барабана шкуры разминаются, а загрязнения с них адсорбируются древесными опилками. Для усиления эффекта откатки применяют ПАВ, растворители жира, техническую муку, аммиак. Выбор вспомогательных материалов зависит от цели откатки и вида обрабатываемых шкур. Эффект откатки зависит также и от соотношения между массами полуфабриката и опилок, от степени заполнения барабана, частоты его вращения и длительности обработки. Расход вспомогательных материалов зависит от размера и вида обрабатываемых шкур. При малой загрузке барабана шкурами не обеспечивается необходимое механическое воздействие, создаваемое массой загруженного материала, а при большой загрузке шкуры нс перемешиваются и также не испытывают необходимого механического воздействия. Низкая частота вращения барабана не обеспечивает требуемой разбивки, при большой частоте вращения шкуры под действием центробежной силы будут прижиматься к стенкам барабана, что также снижает механическое воздействие и ухудшает откатку.

Одним из перспективных направлений по замене откатки с помощью опилок является очистка волоса органическими растворителями.

Для увлажнения после сушки массовых видов сырья, особенно шкур с длинным, мягким и тонким волосом, используют паро- или водовоздушную смесь. Для этого в барабан со шкурками подают ув- лажненый воздух (температура 40-45 °С, относительная влажность 98-100 %) в течение 20-25 мин, а затем производят разбивку резиновыми кольцами или шарами.

При первой откатке нужная чистота, блеск, мягкость и рассыпчатость ВП не достигаются. Поэтому проводится вторая откатка, для которой в отличие от первой используются сухие опилки (влажность 10-12 %). Кроме опилок, применяют также мелкий речной песок без острых граней, царапающих волос, в некоторых случаях - муку, которая хорошо очищает ВП, придает КТ белый цвет и некоторую шероховатость, желательную для последующей подчистки. Для получения хорошего блеска волоса вторую откатку рекомендуется проводить опилками, смоченными скипидаром; повышению блеска способствует также использование уксусной кислоты и глицерина. Особенно важна вторая откатка для окрашенных шкур, так как от ее проведения зависит удаление непрочно зафиксированного красителя и устранение маркости.

Опилки из шкурок удаляют путем отсоса при использовании комбинированных барабанов или протряхиванием в сетчатых барабанах.

После проведения откатных операций могут возникнуть следующие дефекты: закатывание волоса из-за неравномерной сушки и повышенной зажиренности; недостаточная откатка (волос без блеска и при раздувании не рассыпается); повышенная маркость волоса в результате плохой его очистки от непрочно зафиксированных красителей; жесткость КТ, которая может быть причиной недостаточного увлажнения и плохой разбивки или сильного увлажнения и последующего засыхания; расслаивание КТ на операции разбивки при длительной откатке. Причиной дефектов может также быть использование опилок невысокого качества.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы