Теоретические основы производства
Процесс обезжиривание
При выделке меховых и шубных овчин легче удаляются жировые вещества шерстного покрова, так как они находятся на его поверхности, тогда как в кожевой ткани основная масса жира находится внутри волокнистой структуры в виде малопроницаемых жировых клеток. Жиры кожевой ткани представляют собой простые и смешанные триглицериды - сложные эфиры трехатомного спирта (глицерина) и высших жирных кислот. Они имеют довольно высокие точку плавления (48,5-49,5° С) и температуру застывания. Жировые вещества шерстного покрова имеют сравнительно невысокую точку плавления и легко удаляются при обычном эмульсионном обезжиривании водными растворами моющих веществ.
Полностью удалить жировые вещества из кожевой ткани при эмульсионном обезжиривании в процессе выделки не удается.
Наличие в кожевой ткани жировых веществ ухудшает внешний вид полуфабриката, препятствует получению ровной однотонной окраски при последующем крашении, особенно в светлые тона. Наибольшее количество жировых веществ в овчине сосредоточено в воротковой и хребтовой частях, наименьшее - в полах. Именно в этих частях на поверхности кожевой ткани образуются жирные пятна и полосы.
Для удаления жировых веществ из кожевой ткани овчин используют растворители. Процесс обезжиривания растворителями условно может быть разделен на три стадии: проникание растворителя внутрь обрабатываемых материалов; взаимодействие растворителя с жировыми веществами; удаление растворителя и жировых веществ из обрабатываемого материала. Каждая из этих стадий - сложный физико-химический процесс, обусловленный такими факторами, как свойства растворителя и материала, его плотность, распределение жировых веществ, степень обводнения, условия обработки и т. п.
Проникающая способность растворителей в значительной степени зависит от вязкости: чем выше вязкость, тем труднее растворитель проникает в обрабатываемый материал. Независимо от природы растворителя скорость его проникания во влажный материал ниже, чем в воздушно-сухой. Объясняется это плохим смачиванием двух разнополярных жидкостей в условиях сложной системы. Для улучшения смачивания можно использовать ПАВ (например, алкомон Д - катионный ПАВ), некоторые спирты и др.
В результате взаимодействия растворителя с жировыми веществами происходит растворение жира и образование мицеллы - раствора жировых веществ в растворителе. Этот процесс в значительной степени зависит от свойств растворителя и температуры: при повышении температуры экстрагирование жировых веществ ускоряется.
Удаление растворенного жира и растворителей после обезжиривания осуществляется выпрессовыванием растворенных компонентов (отжим в центрифуге). Остатки растворителя удаляют продувкой подогретым воздухом.
Скорость удаления растворителя в большой степени зависит от летучести растворителя. При этом следует учитывать состояние овчины (например, ее влажность). Степень обезжиривания, или обезжиривающая способность, растворителя выражается отношением в процентах количества удаленных жировых веществ к первоначальному их содержанию в полуфабрикате (см. таблицу). При выборе растворителя для обезжиривания кожевой ткани следует принимать во внимание суммарный эффект его действия во всех трех стадиях. Наличие влаги в шкуре затрудняет проникание растворителя, вследствие чего кожевая ткань плохо обезжиривается. С повышением содержания влаги в кожевой ткани от 20 до 75% эффективность удаления жировых веществ снижается. Максимум влажности, при которой овчины с различным содержанием жира можно обезжиривать до нормы, указанной в государственном стандарте, составляет 35%. При обезжиривании растворителями влажных овчин (50-55%) степень обезжиривания кожевой ткани составляет не более 45%.
Процесс пикелевания
Процесс пикелевания заключается в обработке меховых шкур раствором, состоящим из кислоты и хлорида натрия. Если предыдущие процессы (отмока и обезжиривание) можно отнести к подготовительным операциям, то пикелевание является основным процессом выделки, в результате которого происходит изменение структуры и свойств белков коллагена и частично кератинов. При изготовлении из мехового полуфабриката изделий к нему предъявляются особые требования - он должен обладать высокой пластичностью и тягучестью. Это означает, что при растяжении в продольном и поперечном направлениях шкура должна легко деформироваться. Явление это называется потяжкой. Потяжка имеет большое значение при вычинке шкур, когда требуется удалить те или иные пороки. Благодаря пластическим свойствам кожевой ткани устранение пороков не сказывается на внешнем виде мехового полуфабриката. В процессе обработки шкур пикельным раствором происходит разделение волокон дермы на более мелкие структурные элементы, способность волокон к склеиванию снижается, и вся система становится более подвижной и пластичной.
Одновременно при пикелевании происходит частичное консервирование белков, кожевая ткань приобретает слабокислую реакцию, и тем самым подготавливается нормальное проведение последующего процесса - дубления. При пикелевании происходят также обезвоживание кожевой ткани и ее уплотнение. При взаимодействии белков шкуры с кислотой возникает химическая реакция между кислотой и активными группами белка. Если в общем виде представить белок формулой
то при взаимодействии с кислотой будет протекать следующая реакция
Поглощение кислоты белками шкуры вызывает увеличение ее объема. Это явление называется нажором. Во избежание нажора обработку шкур кислотой проводят в присутствии хлорида натрия. Эффект пикелевания обратим, т. е. если пропикелеванную шкуру погрузить в воду, то хлорид натрия вымывается из нее быстрее, чем кислота, и может возникнуть нажор. Таким образом, при пикелевании происходят следующие явления: взаимодействие активных групп белков с кислотой; разделение структурных элементов (волокон) на более мелкие; обезвоживание и уплотнение кожевой ткани; частичное консервирование белков. В результате этого кожевая ткань меховой шкуры приобретает ценное свойство - потяжку и подготавливается для проведения последующего процесса дубления.
Факторы, влияющие на проведение пикелевания. На проведение пикелевания влияют микроструктура шкуры, природа и концентрация кислоты и соли, ж. к., продолжительность пикелевания и температура.
Микроструктура шкуры. Установлено, что 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. При обработке меховых шкур во взаимодействие с кислотой вступают белки не только кожевой ткани, но и волосяного покрова. В связи с этим режим пикелевания должен устанавливаться в каждом конкретном случае в зависимости от состояния кожевой ткани и волосяного покрова.
Для пикелевания применяют главным образом серную, уксусную и муравьиную кислоты. На основе научных изысканий и практического опыта установлено, что при обработке шкур органическими кислотами (в частности, муравьиная) кожевая ткань становится более рыхлой, мягкой и пластичной, а волосяной покров шелковистым и блестящим. Кроме того, получается лучший выход площади шкур; это может быть объяснено тем, что органические кислоты более медленно и постепенно поглощаются кожевой тканью.
Контроль пикелевания. При проведении пикелевания контролируется содержание кислоты и соли в рабочем растворе. Для контроля пропикелеванности полуфабриката иногда делается проба, которую обычно называют сушинкой. Шкуру перегибают и в месте сгиба сдавливают пальцами. Образование белой характерной полоски, вызванной обезвоживанием полуфабриката, свидетельствует о достаточной его пропикелеванности. Кроме того, хорошо пропикелеванный полуфабрикат имеет потяжку и некоторую шероховатость кожевой ткани.