СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ НАТУРАЛЬНОЙ КОЖИ И КОЖЕПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD TO RECOGNISE LEATHER AND LEATHER-LIKE MATERIALS

Изобретение относится к легкой промышленности и предназначено для идентификации натуральных кож и для распознавания их от кожеподобных материалов.
Кожзаменитель или искусственную кожу (кожеподобные материалы), производство которых с каждым годом все больше совершенствуется, очень трудно отличить от натуральной кожи, особенно непросвещенному в таких вопросах потребителю. Но не секрет, что кожзаменитель менее долговечен, менее экологичен и, соответственно, стоимость его намного ниже, поэтому задача быстрого и точного определения натуральности кожи является в настоящее время актуальной задачей для таможни, органов сертификации и метрологии, оптовых покупателей обуви и рядовых потребителей.
Актуальной задачей сегодняшнего дня является быстрый и надежный способ распознавания натуральной кожи от кожеподобных материалов.
Существует множество видов кож, которые различаются: по видам исходного сырья (шкурам разных животных), по способам обработки и отделки кож (Химия и технология кожи и меха. / Страхов И.П., Шестакова И.С., Куциди Д.А. и др. М.: Легкая индустрия, 1979, с.504). Натуральные кожи имеют уникальную, невоспроизводимую искусственно волокнистую структуру дермы шкуры животного: уникальность заключается в бесконечной структуре взаимнопереплетающихся коллагеновых волокон дермы.
Для того чтобы получить натуральную кожу, шкуры животных сначала консервируют, затем удаляют волосяной покров, дубят, жируют и окрашивают. Сейчас дубление осуществляют комбинированными способами - минеральными, растительными и синтетическими дубильными веществами (Химия и технология кожи и меха. / Страхов И.П., Шестакова И.С., Куциди ДА. и др. М.: Легкая индустрия, 1979, с.504).
Технологии изготовления мягких искусственных кож достаточно разнообразны, но можно выделить три основных этапа: подготовка волокнистой основы, нанесение полимерных покрытий, окончательная отделка (Андрианова Г.П., Полякова К.А., Фильчиков А.С. и др. - Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусственной кожи, Ч.1, 2, - М.: Колосс, 2008 - ч.1 - 367 с., ч.2 - 447 с.).
В качестве волокнистой основы используют ткани, трикотаж, бумагу и различные нетканые материалы из натуральных, искусственных или синтетических волокон. Свойства мягких искусственных кож в значительной степени определяются этим важным элементом конструкции: от материала основы зависят такие качества готовых кож, как прочность, растяжимость в различных направлениях, способность драпироваться и т.д. Для придания большей прочности и плотности волокнистые основы пропитывают полимерными композициями. Затем на поверхность волокнистой основы наносят покрытие - из расплавов, растворов и дисперсий полимеров, используя при этом различные технологические методы и оборудование.
В качестве методов окончательной отделки используются различные приемы: шлифовка, мятье, тиснение, нанесение лакового или матирующего слоя, нанесение печатного рисунка и т.д. Готовый материал может имитировать фактуру ткани, натуральной кожи и замши, существуют многоцветные кожи и изменяющие свой цвет - т.н. «хамелеоны», кожи цвета «металлик» и др.
Промежуточным вариантом между натуральной и искусственной кожей является так называемая прессованная (или композиционная) кожа - материал, вырабатываемый под давлением из отходов производства натуральной кожи: обрезков и лоскутков, хромовой стружки, кожевенной пыли и других отходов. В прессованной коже также есть связующие вещества. Они могут быть изготовлены из любого синтетического материала: полиэфира, полиамида, поливинилхлорида, полиуретана, полиэтилена и других полимеров. При нагревании они расплавляются и склеивают все «частички» воедино (Андрианова Г.П., Полякова К.А., Фильчиков А.С.и др. - Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусственной кожи, Ч.1, 2, - М.: Колосс, 2008 - ч.1 - 367 с., ч.2 - 447 с.).
Натуральные кожи (дубленая дерма шкуры животного), имеющие бесконечно переплетающиеся коллагеновые волокна, не способны растворяться (без гидролиза коллагеновых волокон) ни в каких органических и неорганических растворителях.
Известен способ растворения коллагена в 1 М растворе уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте (ж.к. = 15-30 от исходной массы) после многочасовой щелочно-солевой обработки (Головтеева А.А. и др. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха. - М: Легпромбытиздат, 1987. - с.47-50).
Недостатками известного способа являются его ограниченные функциональные возможности, поскольку он обеспечивает растворение только недубленого коллагена.
Известен способ растворения дубленого коллагена в 15%-ном растворе серной кислоты при 100°C в течение 24 ч. Недостатком этого способа является то, что при этом происходит не растворение коллагена до волокнистой структуры, а полный его гидролиз до низкомолекулярных веществ (Головтеева А.А. и др. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха. - М: Легпромбытиздат, 1987. - с.198).
Известен способ распознавания натуральной кожи путем ее сжигания, поскольку натуральная кожа - это единственный материал, который не горит, а тлеет, однако данный способ характеризуется низкой точностью, так как современная искусственная кожа обугливается так же, как и натуральная. Уже изобретен состав, придающий искусственной коже запах натуральной кожи (http://www.obuvnoi.ru/adv/adv6.htm).
Известен способ распознавания натуральной кожи путем анализа структуры материала с помощью микроскопа, определяющего характер волокон. Особенности микроскопической структуры дают возможность установить принадлежность образца к кожеподобным материалам либо к натуральным кожам (Головтеева А.А. и др. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха. - М: Легпромбытиздат, 1987. - 312 с.).
Недостатком известного способа является его низкая точность.
Известен способ идентификации натуральной кожи с помощью устройства неразрушающего контроля, заключающийся в том, что испытуемый образец подвергают вибрационным нагрузкам и по показаниям вибродатчика определяют физико-механические свойства исследуемого образца (Патент RU 2138803, оп. 27.09.1999).
Недостатками известного способа являются его ограниченные функциональные возможности.
Наиболее ближайшим к заявляемому способу - прототипом, является способ распознавания натуральной кожи и кожеподобных материалов с помощью органолептического анализа образцов (www.kozhinfo.ru). Органолептический анализ основан на изучении внешних характерных особенностей кожи. Например, при контакте испытываемого образца с внутренней поверхностью ладони человека натуральная кожа нагревается, начинает передавать ладони тепло и дает приятное теплое ощущение, в то время как искусственная кожа слегка увлажнит ладонь, будет отдавать холодком и на ней после снятия руки останется небольшая отпотелость. При контакте с водой натуральная кожа впитывает влагу и темнеет в месте контакта с каплей воды, а искусственная - остается без изменений. Края натуральной кожи более округлые и более толстые, чем у кожеподобных материалов, а изнанка ворсистая. Натуральная кожа имеет специфический запах, свойственный только ей. На основе органолептического анализа составляют заключение о принадлежности образца к кожеподобным материалам либо к натуральной коже.
Недостатком известного способа является его низкая точность, поскольку современные технологии позволяют получать кожеподобный материал, эффективно имитирующий по основным органолептическим показателям натуральную кожу.
Технической задачей изобретения является разработка точного и надежного способа распознавания натуральной кожи и кожеподобных материалов.
Поставленная техническая задача решается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.
На первом этапе распознавания натуральной кожи и кожеподобных материалов проводят органолептический анализ испытуемых образцов.
На втором этапе распознавания проводят микроскопический анализ структуры материала, определяющий характер волокон.
На третьем этапе распознавания осуществляют химический анализ испытуемых образцов кожи. Для этого образцы разрезают на кусочки размером (10-15)×(10-15) мм и помещают в термостойкую колбу, заполненную органическим растворителем, выбранным из группы: бутиловый эфир уксусной кислоты, диметилкетон, диметилформамид, тетрагидрофуран, фурфурол, циклогексанол, в соотношении образец-растворитель, равном 1:(10-15). Растворение образцов осуществляют при температуре кипения выбранного растворителя в течение 20-30 минут при перемешивании. При полном растворении образца его идентифицируют как кожеподобный материал, а в случае если образец не растворится, его идентифицируют как натуральную кожу.
Способ прост в исполнении и позволяет надежно и однозначно распознавать натуральную кожу от кожеподобных материалов. Способ может быть использован в любой химической лаборатории со стандартным набором оборудования.
Определяющими отличиями предлагаемого способа от прототипа являются:
- проводят комплексное испытание образцов, включающее органолептический, микроскопический и химический анализ образцов, что позволяет повысить точность распознавания натуральной кожи от кожеподобных материалов;
- на этапе проведения химического анализа испытуемые образцы обрабатывают органическим растворителем, выбранным из группы: бутиловый эфир уксусной кислоты, диметилкетон, диметилформамид, тетрагидрофуран, фурфурол, циклогексанол, при соотношении образец-растворитель, равном 1:(10-15), при температуре кипения выбранного растворителя в течение 20-30 минут, что позволяет повысить точность и надежность способа.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1
На первом этапе распознавания натуральной кожи (кожеподобного материала) испытуемые образцы, поступившие из таможни, исследовали с помощью органолептического анализа: наличие армирующей основы (ткань) позволило отнести материал к кожеподобным.
На втором этапе распознавания провели микроскопический анализ структуры материала, на основании которого установили принадлежность образца к кожеподобным материалам.
На третьем этапе распознавания осуществили химический анализ испытуемых образцов. Для этого образцы разрезали на кусочки размером 10×10 мм и поместили в емкость с обратным холодильником, заполненную диметилформамидом, при соотношении образец-растворитель, равном 1:10, при температуре 153°C в течение 20 минут при перемешивании. Исследуемый образец полностью растворился, что явилось основанием отнесения его к кожеподобным материалам.
Пример 2
На первом этапе распознавания натуральной кожи (кожеподобного материала) испытуемые образцы, поступившие из испытательной лаборатории НЦСМ, исследовали с помощью органолептического анализа. Определили вид материала: натуральная кожа.
На втором этапе распознавания провели микроскопический анализ структуры материала, на основании которого установили принадлежность образца к натуральной коже.
На третьем этапе распознавания осуществили химический анализ испытуемых образцов. Для этого образцы разрезали на кусочки размером 15×10 мм и поместили в емкость, заполненную тетрагидрофураном, в соотношении образец-растворитель, равном 1:15, при температуре 66°C в течение 30 минут при перемешивании. Образец не растворился, что явилось основанием отнесения его к натуральной коже.
Пример 3
На первом этапе распознавания натуральной кожи (кожеподобного материала) испытуемые образцы, поступившие из торговых организаций, исследовали с помощью органолептического анализа. Определили вид материала: натуральная кожа.
На втором этапе распознавания провели микроскопический анализ структуры материала, на основании которого установили принадлежность образца к натуральной коже.
На третьем этапе распознавания осуществили химический анализ испытуемых образцов. Для этого образцы разрезали на кусочки размером 15×15 мм и поместили в емкость, заполненную диметилкетоном, в соотношении образец-растворитель, равном 1:12, при температуре 56,5°C в течение 25 минут при перемешивании. Образец растворился, что явилось основанием отнесения его к кожеподобному материалу.
Пример 4
На первом этапе распознавания натуральной кожи (кожеподобного материала) испытуемые образцы, поступившие из торговых организаций, исследовали с помощью органолептического анализа. Определили вид материала: натуральная кожа.
На втором этапе распознавания провели микроскопический анализ структуры материала, на основании которого установили принадлежность образца к натуральной коже.
На третьем этапе распознавания осуществили химический анализ испытуемых образцов. Для этого образцы разрезали на кусочки размером 15×15 мм и поместили в емкость, заполненную бутиловым эфиром уксусной кислоты, в соотношении образец-растворитель, равном 1:10, при температуре 118°C в течение 20 минут при перемешивании. Образец растворился, что явилось основанием отнесения его к кожеподобному материалу.
Пример 5
На первом этапе распознавания натуральной кожи (кожеподобного материала) испытуемые образцы, поступившие из торговых организаций, исследовали с помощью органолептического анализа. Определили вид материала: натуральная кожа.
На втором этапе распознавания провели микроскопический анализ структуры материала, на основании которого установили принадлежность образца к натуральной коже.
На третьем этапе распознавания осуществили химический анализ испытуемых образцов. Для этого образцы разрезали на кусочки размером 15×15 мм и поместили в емкость, заполненную фурфуролом, в соотношении образец-растворитель, равном 1:12, при температуре 162°C в течение 20 минут при перемешивании. Образец растворился, что явилось основанием отнесения его к кожеподобному материалу.
Пример 6
На первом этапе распознавания натуральной кожи (кожеподобного материала) испытуемые образцы, поступившие из торговых организаций, исследовали с помощью органолептического анализа. Определили вид материала: натуральная кожа.
На втором этапе распознавания провели микроскопический анализ структуры материала, на основании которого установили принадлежность образца к натуральной коже.
На третьем этапе распознавания осуществили химический анализ испытуемых образцов. Для этого образцы разрезали на кусочки размером 15×15 мм и поместили в емкость, заполненную циклогексанолом, в соотношении образец-растворитель, равном 1:15, при температуре 161°C в течение 30 минут при перемешивании. Образец не растворился, что явилось основанием отнесения его к натуральной коже.
Использование предлагаемого способа позволит точно, надежно и быстро распознавать натуральные кожи и отличать их от наводнивших Российский рынок кожеподобных материалов. Предлагаемый способ может быть востребован в территориальных контролирующих организациях, испытательных лабораториях, в таможенных органах и т.д.