Сокращение структурных дефектов в производстве кожи при использовании плазменной технологии

УДК 675.019.7: 533.9

Г. Н. Кулевцов, Э. Ф. Вознесенский, И. Ш. Абдуллин СОКРАЩЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОЖИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Ключевые слова: кожа, структура, дефекты, ВЧ-плазма, технологические режимы, выделка, отделка, жесткость, рыхлость, расслаивание, дерма.

Статья посвящена вопросам снижения дефектов структуры кожи за счет применения ВЧ-плазменной модификации в технологическом цикле кожевенного производства. Определены режимы плазменной обработки сырья и полуфабрикатов, позволяющие снизить проявление дефектов жесткости и рыхлости.

Keywords: leather, structure, defects, RF-plasma, technological modes, manufacture, finishing processes, rigidity, loose structure, delamination, derma.

Article is devoted to questions of decrease of structural defects of leather with application of RF-plasma modification in a production cycle. Modes of plasma treatment of raw and half-finished leather are defined, these modes allows to reduce defects of rigidity and loose structure.

Введение

Качество натуральной кожи и меха определяется интенсивным и равномерным проведением химических обработок в процессах выделки и отделки. Сквозная обработка обеспечивает получение материала с изотропной по толщине структурой.

В производстве кожи частым случаем нарушения структурной однородности является проявление дефектов жесткости, отдушистости, стяжки и рыхлости. Дефект жесткости преимущественно связан с неравномерным продубливанием полуфабриката, особенно его внутреннего слоя, предпосылки данного дефекта могут возникнуть на этапе подготовительных процессов, при неполном разволокнением дермы в отмоке. Дефект отдушисто-сти (отмина) связан с нарушением связи между слоями кожи по причине высокой бактериальной зараженности сырья, неполным и неравномерным продубливанием дермы, а также излишне глубокой нейтрализацией перед барабанным крашением. Стяжка лицевой поверхности кожи проявляется по причине интенсивного отложения и связывания обрабатывающих реагентов в лицевом слое кожи после золения и дубления. Причиной рыхлости кожи может являться как высокая бактериальная зараженность шкур и перенейтрализация, так и недостаточное додубливание [1].

С целью повышения интенсивности и равномерности химической обработки кожевенного сырья и полуфабрикатов предложено применение высокочастотной (ВЧ) плазменной обработки. Воздействие осуществляется в щадящих для рассматриваемого материала режимах. При ВЧ-плазменной обработке кожевенного материала происходит модификация элементов микроструктуры, изменение физико-механических и сорбционных свойств.

Экспериментальная часть

Экспериментально исследовано влияние плазменной модификации на качество процессов производства хромовой кожи для верха обуви. Для экспериментов использовалась опытно-

промышленная ВЧ плазменная установка [2]. Варьировали следующие параметры обработки: мощность разряда (^) 1-2,5 кВт; время обработки (т) 1-10 мин; давление в разрядной камере (Р) 10-30 Па; расход плазмообразующего аргона (О) 0,02-0,08 г/с.

Экспериментально установлено, что обработка сырья в режиме Wp = 1,3 кВт, Р = 26,6 Па, т = 3 мин, О = 0,04 г/с позволяет снизить его бактериальную зараженность (на 40 %), повысить сорбционные свойства (намокаемость увеличивается на 20 %); интенсифицировать процессы отмоки (на 40 %), золения (на 25-30 %) и пикелевания (на 20 %); повысить разделение и проницаемость структуры дермы. Обработка пикелеванного голья в режиме Wp = 1,3 кВт, Р = 26,6 Па, т = 3 мин, О = 0,04 г/с позволяет интенсифицировать хромовое дубление (на 18 %). Обработка дубленого полуфабриката в режиме Wp = 1,2 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с позволяет интенсифицировать додубливание (на 15-20 %), нейтрализацию (на 20 %), крашение (на 25-30 %), жирование (на 27-38 %); при этом прочность кожи увеличивается на 10 %, а разрывное удлинение увеличивается на 11-17 %.

При обработке дубленого полуфабриката в режиме Wp = 1,8 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с все жидкостные отделочные процессы замедляются на 10-15 %, прочность не изменяется, а пластичность снижается на 6-15 % [3].

На основе экспериментальных исследований предложна схема производства хромовой кожи, включающая в производственном цикле ВЧ плазменную обработку перед процессами отмоки (в режиме Wp = 1,3 кВт, Р = 26,6 Па, т = 3 мин, О = 0,04 г/с) и хромового дубления (в режиме Wp = 1,3 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с). Предложена последующая разбраковка дубленых полуфабрикатов по виду проявляющихся скрытых сырьевых пороков и дефектов. Полуфабрикат без дефектов проходит отделку по типовой технологии. Полуфабрикат с дефектами жесткости и стяжки перед додубливанием обрабатывается в режиме Wp = 1,2 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с; при проявлении дефектов рыхлости и отдушистости обработка осуществляется в режиме Wp = 1,8 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с.

Выработка кож по предлагаемой методике позволяет снизить проявление пороков жесткости и стяжки с 10 до 3 %, рыхлости и отдушистости с 12 до 5 %.

Методом РЭМ исследована микроструктура кожи, прошедшей отделочные процессы с применением плазменной обработки. Красильно-жировальные процессы с плазменной обработкой в режиме Wp = 1,2 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с позволяют получить кожу с упорядоченным расположением пор между вторичными волокнами. Плазменная обработка полуфабрикатов в режиме Wp = 1,8 кВт, Р = 26,6 Па, т = 5 мин, О = 0,04 г/с перед отделочными процессами позволяет получить уплотненную микроструктуру, с небольшими размерами пор.

Применение ВЧ плазменной технологии в процессах производства позволяет регулировать плотность микроструктуры путем подбора режимов плазменного воздействия в зависимости от типа проявляющихся пороков как в сторону разделения, так и уплотнения.

Литература

1. Куциди, Д.А. Предупреждение и устранение дефектов кож / Д.А. Куциди. - М.: Легпромбытиз-дат, 1990. - 144 с.

2. Кулевцов, Г.Н. Повышение эффективности использования сырья, полуфабриката, отходов и вспомогательных материалов кожевенного производства с применением низкотемпературной плазмы / Г.Н. Кулевцов [и др.] Казань: Изд-во Казан. гос. технол ун-та, 2008. - 260 с.

3. Вознесенский, Э.Ф. Влияние плазменной обработки на качество проведения процессов выработки натуральной кожи / Э.Ф. Вознесенский, А.Ф. Дресвянников, А.М. Мухаметшин, И.В. Красина // Вестник Казан. технол.о ун-та. - 2005, № 2, Ч. 2. - С. 269-273.

© Г. Н. Кулевцов - д-р техн. наук, проф. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, gkulevtsov@rambler.ru; Э. Ф. Вознесенский - докторант той же кафедры, howrip@rambler.ru И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф. зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ.