СПОСОБ ВЫРАБОТКИ КОЖ
METHOD OF LEATHER PROCESSING

Изобретение относится к способам производства особых видов кож и может быть использовано при выработке кож различного назначения из низкосортного сырья.
В последние годы продолжается сокращение поголовья скота и объема заготовок кожевенного сырья. При этом увеличивается удельный вес сырья с прижизненными скрытыми пороками («воротистость», «молочные полосы» и др.), которые проявляются в готовых кожах, снижая их потребительские свойства.
Известен способ выработки кож, преимущественно из низкосортного сырья, включающий дубление, крашение, жирование, сушку полуфабриката и отделку его лицевой поверхности путем тиснения, шлифования, нанесения окрашенного пленкообразующего покрытия, закрепления и прессования (SU 1124043 А, кл. С14С 11/00, 15.11.84).
Недостатком известного способа является то, что он не позволяет получить из низкосортного сырья кожи с высокими прочностными свойствами, что сужает область их применения.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ выработки кож, преимущественно из низкосортного сырья, включающий дубление, крашение, жирование, сушку, сортировку полуфабриката на полуфабрикат с неглубокими дефектами и на полуфабрикат с глубокими дефектами лицевой поверхности и отделку. Полуфабрикат с неглубокими дефектами отделывают путем нанесения грунтовочных композиций и покрывной краски на основе дисперсий акриловых сополимеров, закрепления покрытий и прессования. Полуфабрикат с глубокими дефектами лицевой поверхности отделывают путем трехкратного шлифования, многократного нанесения грунтовочных композиций и покрывной краски на основе дисперсий акриловых сополимеров, закрепления полученных покрытий и прессования [Справочник кожевника (Отделка. Контроль производства) / Под ред. Н.А.Балберовой. - М.: Легпромбытиздат, 1987. - С.43-51].
Недостатком данного способа является то, что готовые кожи из низкосортного сырья обладают относительно низкими прочностными свойствами. Кроме того, из-за многократного нанесения полимерных покрытий лицевая поверхность натуральной кожи приобретает свойства искусственной, что значительно снижает гигиенические свойства готовых кож.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных и гигиенических свойств кож из низкосортного сырья.
Данный результат достигается тем, что в способе выработки кож, преимущественно из низкосортного сырья, включающем дубление, крашение, жирование, сушку, сортировку полуфабриката на полуфабрикат с неглубокими и полуфабрикат с глубокими дефектами лицевой поверхности и отделку полуфабрикатов путем нанесения грунтовочных композиций на основе дисперсий акриловых сополимеров, закрепления полученных покрытий и прессования, после сортировки полуфабрикаты с неглубокими и глубокими дефектами лицевой поверхности дополнительно обрабатывают линейно развернутым лазерным лучом с длиной волны 1,064-1,075 мкм и мощностью излучения 1,1-1,5 кВт при скорости обработки 8-10 м/мин, после чего на полуфабрикат с неглубокими дефектами наносят грунтовочную композицию, содержащую, мас.%:
40%-ная водная дисперсия сополимера
метилметакрилата, бутилакрилата, винилацетата
и метакриловой кислоты в соотношении
20:50:25:5 соответственно (Полинекс М)
20-30
Пенетратор
5-7
Вода
до 100,
на полуфабрикат с глубокими дефектами лицевой поверхности наносят композицию, содержащую, мас.%:
Пигментный концентрат
7-9
40%-ная водная дисперсия сополимера
бутилакрилата, акрилонитрила и
метакриловой кислоты в соотношении
70:25:5 соответственно (ВАК-200М)
35-45
Восковая эмульсия
9-10
10%-ный казеин
7-8
Смесь аминопарафинов, содержащих
1-6 аминогрупп, и хлорпарафинов в
соотношении 1:1 (Мадол ПФК)
4-6
Вода
до 100,
а закрепление покрытий осуществляют составом, содержащим, мас.%:
40%-ная водная дисперсия сополимера
бутилакрилата и акрилонитрила
в соотношении 64:36 (ВАК-201)
35-45
Восковая эмульсия
3,5-4,5
10%-ный казеин
3,5-4,5
Смесь аминопарафинов, содержащих
1-6 аминогрупп, и хлорпарафинов в
соотношении 1:1 (Мадол ПФК)
3,5-4,5
Вода
до 100
Отличительной особенностью предложенного способа является то, что сочетание лазерной обработки лицевой поверхности кож из низкосортного сырья линейно развернутым лучом с дифференцированным нанесением на них предложенных грунтовочных композиций и закрепителя при заявленном соотношении компонентов создает синергический эффект нивелирования дефектов лицевой поверхности и повышения их прочностных и гигиенических свойств.
Лазерную обработку лицевой поверхности полуфабриката производят с помощью промышленных лазерных установок LRS-150A, ЛС-3,5, IPG «Полюс» и др.
На фигуре представлена технологическая схема лазерной обработки кожевенного полуфабриката, включающая многогранное зеркало 1, фокусирующую цилиндрическую линзу 2, защитное стекло 3, обрабатываемый материал 4, телескопическую систему 5, лазер 6.
Линейно развернутый лазерный луч получают следующим образом: лазерное излучение из лазера 6 попадает через телескопическую систему 5 на многогранное зеркало 1, установленное на барабане. За счет вращения барабана многогранное зеркало изменяет свой угол, и отраженный от него линейно развернутый луч перемещается поперек обрабатываемого материала (вид А).
Параметры лазерной обработки: длина волны, мощность излучения и скорость обработки кожевенного полуфабриката подобраны экспериментальным путем. При обработке полуфабриката лазерным излучением с длиной волны менее 1,064 мкм, мощностью менее 1,1 кВт при скорости более 10 м/мин не удается повысить прочностные свойства готовых кож. При обработке кож излучением с длиной волны более 1,075 мкм, мощностью более 1,5 кВт при скорости менее 8 м/мин происходит термическая деструкция лицевой поверхности.
При нанесении грунтовочных композиций и закрепителя с другими соотношениями компонентов и иными соотношениями мономеров в сополимерных дисперсиях, кроме заявленных, не удается получить покрытия с высокими эксплуатационными и гигиеническими свойствами.
Сополимерную дисперсию Полинекс М получают методом эмульсионной полимеризации. В реактор, снабженный мешалкой и термометром, при постоянном перемешивании последовательно вводят метилметакрилат, бутилакрилат, винилацетат и метакриловую кислоту при соотношении мономеров 20:50:25:5 соответственно. В качестве инициатора полимеризации используют персульфат аммония и процесс ведут при температуре 70-75°С в течение 7-8 ч.
В качестве пенетратора в грунтовочной композиции используют изопропиловый спирт, Аммолан IP (фирма BASF) на основе изопропилового спирта и неионогенного ПАВ, РР-8620 (фирма Pielcolor) на основе этилцеллозольва и неионогенного ПАВ, ЕЕ-8060 (фирма Pielcolor) на основе этилцеллозольва и алкилсульфоната и другие.
Грунтовочную композицию для кож с неглубокими лицевыми дефектами готовят последовательным смешением 40%-ной водной сополимерной дисперсии Полинекс М, пенетратора и воды при заявленном соотношении компонентов.
Синтез сополимерной дисперсии ВАК-200М осуществляют методом эмульсионной полимеризации. Продолжительность дозировки мономеров составляет 6,0-6,5 ч при 75-80°С. Загрузку мономеров производят в следующей последовательности: вначале вводят бутилакрилат и акрилонитрил. Через 3,0-3,5 ч от начала синтеза вводят метакриловую кислоту. Соотношение мономеров в сополимере составляет соответственно 70:25:5.
10
16
Аминопарафины, содержащие 1-6 аминогрупп, получают аминированием жидких хлорпарафинов ряда C-C при температуре 120-140°С в присутствии медного катализатора в течение 15-17 ч. Хлорпарафины и аминирующие агенты, необходимые для синтеза, производятся в промышленных масштабах отечественной промышленностью. В качестве аминирующих агентов используют этилендиамин (ЭДА) и триэтилентетрамин (ТЭТА).
Мадол ПФК получают смешением полученных аминопарафинов и жидких хлорпарафинов марок ХП-470, ХП-470А с массовой долей хлора 45-49%, ХП-250 с массовой долей хлора 24-29% в соотношении 1:1.
Грунтовочную композицию для кож с глубокими лицевыми дефектами получают последовательным смешением воды, сополимерной дисперсии ВАК-200М, восковой эмульсии, 10%-ного казеина, Мадола ПФК и пигментного концентрата при заявленном соотношении компонентов.
Сополимерную дисперсию ВАК-201 получают методом эмульсионной полимеризации. В реактор, снабженный мешалкой и термометром, при постоянном перемешивании последовательно вводят бутилакрилат и акрилонитрил в соотношении 64:36. Продолжительность синтеза составляет 5,0-5,5 ч при 70-75°С.
Закрепляющую композицию готовят путем последовательного смешения воды, сополимерной дисперсии ВАК-201, восковой эмульсии, 10%-ного казеина и Мадола ПФК при заявленном соотношении компонентов.
Способ осуществляется следующим образом.
Полуфабрикат кож для верха обуви из низкосортного сырья, полученный по типовой методике производства кож хромового дубления разных толщин и ассортимента для верха обуви и подкладочных из шкур крупного рогатого скота (утв. 22.11.1983 г.), после дубления, крашения, жирования и сушки сортируют на полуфабрикаты с неглубокими и глубокими лицевыми дефектами. Затем обе партии кож подвергают обработке линейно развернутым лазерным лучом с длиной волны 1,064-1,075 мкм и мощностью излучения 1,1-1,5 кВт при скорости обработки 8-10 м/мин. После этого на полуфабрикат с неглубокими дефектами лицевой поверхности наносят грунтовочную композицию, содержащую, мас.%: Полинекс М (40%) 20-30, пенетратор 5-7, воду до 100. На полуфабрикат с глубокими дефектами лицевой поверхности наносят композицию, содержащую, мас.%: пигментный концентрат 7-9, ВАК-200М (40%) 35-45, восковую эмульсию 9-10, казеин (10%) 7-8, Мадол ПФК 4-6 и воду до 100.
Полученные покрытия закрепляют составом, содержащим, мас.%: ВАК-201 (40%) 35-45, восковую эмульсию 3,5-4,5, казеин (10%) 3,5-4,5, Мадол ПФК 3,5-4,5 и воду до 100, после чего кожи прессуют.
Параметры лазерной обработки кожевенного полуфабриката по примерам представлены в таблице 1, составы грунтовочных композиций и закрепителя - в таблице 2, качественные показатели полученных кож и кож по прототипу - в таблице 3. Примеры 4 и 5 являются контрольными.
Показатели физико-механических свойств кож определяют по ГОСТ 938.17-69, гигиенических - по ГОСТ 938.17-70 и ГОСТ Р ИСО 17229-2009, адгезию покрытия к коже - по ГОСТ ИСО 11644-2002.
Использование предложенного способа позволяет получать кожи различного назначения с высокими прочностными и гигиеническими свойствами из низкосортного сырья.
Таблица 1.
Параметры лазерной обработки
Параметры обработки полуфабриката
Примеры
линейно развернутым лазерным лучом
1
2
3
4
5*
Длина волны, мкм
1,064
1,070
1,075
1,060
1,080
Мощность излучения, кВт
1,1
1,3
1,5
1,0
1,6
Скорость обработки, м/мин
10
9
8
11
7
* На лицевой поверхности кож, обработанных по примеру 5, образовались подпалины от воздействия лазерного луча
Таблица 2.
Составы грунтовочных композиций и закрепителя
Наименование компонента
Содержание компонента по примерам, мас.%
1
2
3
4
5
Грунтовочная композиция для полуфабриката с неглубокими дефектами
Полинекс М (40%)
20
25
30
19
31
Пенетратор
5
6
7
4
8
Вода
75
69
63
77
61
Грунтовочная композиция для полуфабриката с глубокими дефектами
Пигментный концентрат
7
8
9
6
10
ВАК-200М (40%)
35
40
45
34
46
Восковая эмульсия
9,0
9,5
10,0
8,0
11,0
Казеин (10%)
7,0
7,5
8,0
6,0
9,0
Мадол ПФК
4,0
5,0
6,0
3,0
7,0
Вода
38
30
22
43
17
Состав закрепителя
ВАК-201 (40%)
35
40
45
34
46
Восковая эмульсия
3,5
4,0
4,5
3,0
5,0
Казеин (10%)
3,5
4,0
4,5
3,0
5,0
Мадол ПФК
3,5
4,0
4,5
3,0
5,0
Вода
54,5
48,0
41,5
57,0
39,0
Таблица 3.
Качественные показатели готовых кож
Показатель
Значение показателя по примерам
Прототип
1
2
3
4
5
Толщина, мм
1,2
1,21
1,22
1,2
1,23
1,2
Предел прочности при растяжении, 10 МПа
2,2
2,3
2,4
2,0
1,9
1,9
Напряжение при появлении трещин лицевого слоя, 10 МПа
1,8
1,9
2,0
1,6
1,5
1,5
Удлинение при напряжении 10 МПа, %
28
30
39
26
25
25
Относительная паропроницаемость, %
28
27
26
28
24
20
Пароемкость, мг/см<sup>2</sup>·ч
7
7
6
7
5
4
Адгезия покрытия, н/м
к сухой коже
360
400
380
350
290
280
к мокрой коже
220
300
280
200
180
170
Примечание. Значения показателей во всех примерах и прототипе даны средние по партии.