Совершенствование технологии выработки термоустойчивой кожи для верха обуви

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 685.31

Совершенствование технологии выработки термоустойчивой кожи для верха обуви

Каримова А.А., Евтюшкина М.И.

ТарГУ им. М. Х. Дулати, г. Тараз.

Производство обуви носит массовый характер, а к качеству используемых материалов, предъявляются высокие требования. Наиболее затратным и ресурсоемким является производство кожевенного материала из шкур КРС для верха обуви. Технологическая цепочка по выделке кожи включает ряд процессов: подготовительные процессы, дубление и отделку. Однако для достижения требуемых гигиенических, прочностных и эстетических показателей качества материала зачастую необходимо произвести дополнительную его модификацию.

Назначение обуви, как известно, определяется условиями ее эксплуатациии, следовательно, до некоторой степени характером и интенсивностью воздействий на ее детали. Поэтому износостойкость верха обуви и отдельных его деталей наиболее целесообразно рассматривать в непосредственной связи с назначением обуви и условиями ее эксплуатации.

При большом многообразии видов кожаная обувь массового производства может быть разделена на две основные группы: обувь хромовая и юфтевая, отличающиеся между собой назначением, конструкцией, применяемыми материлами, а также интенсивностью и характером износа в условиях носки. обувь деформация механический

В период носки детали обуви подвергаютя сложному комплексу воздействий, которые, с одной стороны, определяются функционированием стопы и характером ее движений при ходьбе человека, с другой - воздействиями внешней среды.

Расположение деталей обуви, связанное с их назначением, в значительной мере определяет характер деформаций, возникающих при движении стопы, и степень влияния внешней среды.

Наиболее сильным воздействиям подвергается участок верха обуви над плюсно-фаланговым сочленением стопы (союзка и перед в пучках), который при переносе опоры стопы на пучки значительно изгибается. Повторение изгибов обуви при ходьбе приводит к тому, что материал верха работает на утомляемость при деформациях изгиба и растяжения.

Участок верха обуви над пальцами, обычно плотно охватывающий стопу, может подвергаться продавливанию и истиранию со стороны стопы. Детали обуви, охватывающие плюсневую часть стопы, голеностопный сустав и голень, испытывают значительно меньшие воздействия в период носки по сравнению с союзкой и передом в пучках.

Помимо деформаций, обусловленных движением и изменениями формы и размеров стопы при ходьбе, верх обуви подвергается механическим воздействиям внешней среды: ударам, трению о твердые предметы. В наибольшей степени испытывают эти воздействия носок и задинка. На износ верха обуви также влияет трение об их внутренюю поверхность.

Детали верха кожаной обуви при носке подвергаются наряду с механическими физико-химическим воздействиям: действию влаги, пыли, потовых выделений стопы, тепла и холода, щелочным и кислотным воздействиям почвы, которые, изменяя состав и структуру материалов, примененных для изготовления верха, влияют на их механические свойства, а следовательно, и на устойчивость к механическим воздействиям носки.

Сочетание перечисленных воздействий и их интенсивность определяются не только расположением детали в обуви, но в значительной мере зависят от условий носки, свойств использованных материалов и ряда других факторов.

Сложный комплекс механических и физико-химических воздействий на верх обуви в период эксплуатации является одной из причин неравномерного износа его деталей, выражающегося как в неодинаковом характере эксплуатационных дефектов, так и в различных сроках их появления и интенсивности развития.

Кожа хромового дубления во многом отличается от кожи, выдубленной хромтаннидами. Она значительно более устойчивая к действию кислот и щелочей, предел прочности при растяжении и тягучесть воздушно-сухой кожи хромового дубления выше, во влажных условиях она медленнее намокает и быстрее высыхает после намокания, обладает мягкостью и эластичностью и более устойчива к воздействию высоких температур.

Эти отличительные свойства кожи хромового дубления объясняются природой хромовых комплексов, примененных для дубления, видами связей между ними и функциональными группами коллагена, а также прочностью поперечных связей между молекулярными цепями, образующих мостики.

Высушенную кожу хромового дубления нельзя размочить снова в полной мере ни в горячей, ни в холодной воде. Вода хоть и проникает легко в хромированную дерму, но структурные элементы ее остаются водонепроницаемыми, так как теряют способность к обводнению вследствие образования при высушивании дополнительных связей, не исчезающих после размачивания.

Кожи хромового дубления имеют большую эластичность и большую усадку по площади, но меньшую пластичность в сравнении со шкурами других способов дубления.

Такой метод выделки обеспечивает коже ног нормальное потоотведение, дыхание и оптимальную температуру. Ее особенности: обладает повышенной толщиной и эластичностью (что улучшает устойчивость верха обуви к многократным изгибам), стойкостью к ударным и истирающим воздействиям, действию воды, грязи и пыли.

Кожа хромового дубления имеет больший предел прочности при сжатии в сухих и влажных условиях, более высокий предел прочности при растяжении, большую устойчивость к износу, меньший модуль упругости и соответственно большую износостойкость в эксплуатации по сравнению с кожами хромтаннидного дубления.

Высокие упругие свойства, большая устойчивость к механическим и термическим воздействиям наряду с большим содержанием гольевого вещества в единице объема делают кожу хромового дубления наиболее износостойкой в эксплуатации.

Наиболее рациональным технологическим решением, позволяющим улучшить качество готовой кожи и обеспечить экологическую безопасность кожевенного производства, является использование химических материалов, являющихся экологически безвредными. Применение таких химических материалов позволяет интенсифицировать технологические процессы и рационально использовать кожевенное сырье.

Широкое распространение стали находить экологически безвредные комплексные соединения, в состав которых входят металлы титана и алюминия. Их применение основано на способности взаимодействовать с различными активными группами коллагена, с целью получения продубленности кожевой ткани и ее наполнения. При дублении экологически безвредные комплексные минеральные дубители реагируют с коллагеном в основном посредством тех же функциональных групп и с образованием тех же связей, которые свойственны их компонентам.

Известно, что каждому минеральному дубителю соответствуют как ряд положительных, так и отрицательных свойств, поэтому возникает необходимость дубления с использованием многокомпонентных минеральных дубителей. При использовании многокомпонентных дубителей сохраняются положительные свойства входящих в него отдельных компонентов, тем самым, подавляя отрицательные свойства и недостатки некоторых из них. Многокомпонентное дубление в производственных условиях приводит к лучшему формированию и большему наполнению кожевой ткани, что способствует улучшению качества термоустойчивой кожи.

Изменяя соотношения комплексообразователей, можно активно влиять на определенные свойства полуфабрикатов, и в результате получить готовые кожи с определенными заданными свойствами. Так, атомы хрома сообщают термостойкость, алюминия - пластичность, титана - полноту и формоустойчивость. Преимуществом комплексных минеральных дубителей является их лучшая растворимость, большая устойчивость к гидролизу. При этом количество хрома в отработанном растворе, в случае использования экологически безвредных комплексных минеральных дубителей, намного уменьшается.

В настоящее время общепризнано, что при минеральном дублении происходит координационное взаимодействие комплексов металлов с функциональными группами коллагена при образовании прочных поперечных связей в структуре коллагена. Использование комплексных минеральных дубителей для дубления в производстве кож базируется на взаимодействии в водном растворе между собой минеральных дубящих веществ. Дубящее действие комплексных минеральных дубителей зависит от интенсивности реакции комплексообразования и характера взаимодействия компонентов между собой.

Установлено, что в большинство комплексных минеральных дубителей входящие дубящие соединения хрома или алюминия играют важную роль как самые устойчивые компоненты. Поэтому, целесообразно рассматривать в первую очередь взаимодействие дубящих соединений хрома и алюминия с другими минеральными дубящими веществами.

Применение экологически безвредных соединений алюминия и титана в технологическом процессе получения кож улучшают товароведческие свойства кожи, однако, их слабое однокомпонентное дубящие действие обуславливает совмещение процесса комплексообразования дубителей. Использование дубителей на основе хрома - титана и -алюминия обусловлена экологической безвредностью соединений титана и алюминия, а также их низкой стоимостью и богатством месторождений.

В последнее время разработано значительное количество методик дубления с использованием двух-, трех- и более компонентных дубящих соединений. Одними из перспективных видов комплексных минеральных дублений являются: хромтитановое дубление, комплексы которых отличаются прочностью и стабильностью, а также сообщающие кожам формоустойчивость, термоустойчивость и высокую наполняемость; хромалюминиевое дубление, позволяющее получить мягкую кожу с нежным лицевым слоем, которая легко окрашивается и обладает некоторыми свойствами хромовой кожи. Использование для дубления хромалюминиевого комплекса позволяет уменьшить содержание соединений хрома в сточных водах и облегчает последующую обработку кож.

Упрочнение лицевого слоя кож титанохромового метода дубления в этих вариантах, вероятно связано с тем, что соединения титана, выполняя одновременно дубящую и наполняющую функции, уплотняют дерму, укрепляют связь с ней лицевого слоя. Это позволяет снизить возможность появления такого порока, как отдушистость.

Исследования проводили в лабораторных условиях на образцах, скомплектованных методом комбинаций на чередующихся половинках. Для проведения работ была использована бычина легкая массой 20--25 кг.

Отмочно-зольные процессы проводили по методике производства кож хромового дубления разных толщин.

После золения и мездрения кожи были разделены на сопоставимые части. Контрольные образцы обрабатывали по I варианту типовой методики, а опытные были подвергнуты обработке сульфатотитанилатом аммония.

Расход дубящих солей хрома составлял 2,0 % массы голья в предварительном дублении и 1,5 % массы строганых кож при додубливании (в расчете на оксид хрома), расход дубящих соединений титана составлял 1,6 % массы голья (в расчете на диоксид титана).

После двоения и строгания титанированный полуфабрикат додубливали солями хрома, расход которых варьировали в пределах 0,8-2,0% (в расчете на оксид хрома) от массы строганых кож. Красильно-жировальные и отделочные процессы и операции проводили по типовой методике (вариант I).

При предварительном дублении солями титана дерма полуфабриката имеет достаточную мягкость и пластичность, хорошо наполнена и легко поддается механической обработке на строгальной машине, при этом исключается перегрев ножей и подваривание полуфабриката. Точность двоения несколько выше по сравнению с хромовым полуфабрикатом.

Следует отметить, что, хотя содержание оксида хрома в коже было намного меньше, чем у контрольных кож (табл. 1), температура сваривания которых составляла 117°С, уже при расходе 1,6 % дубящих хромовых солей получали опытные (предварительно титанированные) кожи удовлетворительного качества с температурой сваривания 101-103°С, а кожи, выработанные с расходом соединений хрома 1,8-2 %, выдерживали пробу на продубленность.

Большое значение при титанохромовом дублении имеет процесс нейтрализации. Так как дубящие соединения титана связываются гольем при низких значениях рН, нейтрализацию необходимо проводить в конце дубления, в отработанном растворе. Для нейтрализации лучше использовать смесь сульфита натрия с уротропином. Применение этих веществ оказывает влияние на состав и строение титановых комплексов, вследствие чего, они осаждаются при более высоком значении рН, более интенсивно связываются с коллагеном и увеличивают температуру сваривания, водостойкости и прочности кож.

Известно, что такие важные потребительские свойства обуви, как прочность, долговечность, комфортность, в значительной степени определяются физико-механическими свойствами обувных материалов.

Упрочнение лицевого слоя кож титанохромового метода дубления в этих вариантах, вероятно связано с тем, что соединения титана, выполняя одновременно дубящую и наполняющую функции, уплотняют дерму, укрепляют связь с ней лицевого слоя. Это позволяет снизить возможность появления такого порока, как отдушистость.

Таблица 1. Результаты химического анализа и физико-механических испытаний кож хромтитанового дубления (в зависимости от расхода дубящих солей хрома)

При этом достигается высокая термоустойчивость полученных кож для верха обуви.

Широкому применению экологически безвредных комплексных соединений в производстве кож способствует ряд объективных факторов:

- возрастание требований к очистке сточных вод кожевенных заводов, особенно к хромсодержащим сточным водам;

- расширение ассортимента выпускаемых кож с заданными эксплуатационными свойствами и высокими физико-механическими показателями;

- ухудшение качества кожевенного сырья и необходимость использования более эффективных экологически безвредных комплексных минеральных дубителей для получения кож требуемого качества;

- увеличение выпуска кож с использованием для процесса дубления экологически безвредных КМД для улучшения качества кож;

- сокращение цикла производства за счет интенсификации физико-химических процессов, в том числе дубления;

- ограниченность содержания запасов хромсодержащих руд в земной коре.

Указанные и другие факторы обусловили происходящую в настоящее время замену хромового дубления экологически безвредным комплексным минеральным дублением. Дубящие соединения хрома заменяются в основном комплексными хромсодержащими минеральными дубителями.

С применением экологически безвредных комплексных соединений усиливается эффект дубления, структурирования дермы, устойчивость кож к действию воды, пота, плесени, повышается качество кожи, ускоряется процесс обработки, снижается себестоимость и улучшается использование сырья.

Литература

1. Страхов И.П. и др. Химия и технология кожи и меха. Учебник для вузов М.: Легпромбытиздат.- 1985. -496с.

2. Мадиев У. К. Минеральное дубление в производстве кож. - М.: Легпромбытиздат. -1987.-120с.

3. Данилкович А. Г., Чурсин В. И. Практикум по химии и технологии кожи меха: Учеб. Пособие для вузов. - М.: ЦНИИКП, 2002.-413с.

Размещено на Allbest.ru