Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Сушильно-увлажнительные процессы в производстве кожи

Сушильно-увлажнительные процессы в производстве кожи

Проведение сушильно-увлажнительных процессов кожи с учетом характерных особенностей структуры перерабатываемого сырья. Описание требований, которым должны отвечать покрытия на коже, разновидности покрытий, предупреждение и устранение дефектов кожи.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 03.05.2015
Размер файла 115,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

  • Введение
  • Рекомендации по проведению сушильно-увлажнительных процессов
  • 1. Покрывное крашение
    • 1.1 Требования к покрытиям
    • 1.2 Казеиновое покрытие
  • 1.3 Нитроцеллюлозные покрытия
  • 1.4 Эмульсионные покрытия
  • 1.5 Схема формирования покрытия на коже
    • 1.5.1 Непигментированный и пропитывающий грунты
    • 1.5.2 Пигментированный грунт
    • 1.5.3 Покрывная краска
    • 1.5.4 Закрепляющий слой
    • 1.6 Контроль покрывного крашения кож
      • 1.6.1 Расход пропитывающего грунта
    • 1.6.2 Анализ пигментных концентратов
    • 1.7 Дефекты кож, возникающие при покрывном крашении, способы их предупреждения и устранения
    • 1.7.1 Дефекты при нанесении пропитывающего грунта
    • 1.7.2 Дефекты при нанесении покрывных красок
    • 1.7.3 Дефекты при нанесении закрепляющего слоя
    • 1.7.4 Дефекты при неправильном приготовлении рабочих растворов
    • 1.8 Рекомендации по проведению покрывного крашения кож
    • 1.9 Механические операции
      • 1.9.1 Мездрение
      • 1.9.2 Двоение
    • 1.10 Отжим после дубления
    • 1.11 Отжим после красильно-жировальных процессов
  • 1.12 Строгание
    • 1.13 Разводка
  • 1.14 Тяжка
    • 1.15 Разбивка в барабане
    • 1.16 Подсушка и растяжка
    • 1.17 Шлифование
    • 1.18 Обеспыливание
    • 1.19 Прессование и нарезка мереи (тиснение)

Введение

Рекомендации по проведению сушильно-увлажнительных процессов.

Сушку нельзя рассматривать в отрыве от остальных технологических процессов и операции, ее следует также увязывать с характерными особенностями структуры перерабатываемого сырья. В наибольшей степени это относится к сушке внаклейку.

Опыт показывает, что если технологические процессы и операции проводят без учета особенностей сушки внаклейку, то получаются тощие кожи с повышенной жесткостью и склонностью к отдушистости.

Очень большое влияние на качество кожи, высушенной внаклейку, оказывают отмочно-зольные процессы, дубление, двоение, строгание, додубливание, наполнение и жирование.

Известно, что полуфабрикат с рыхлой структурой при прочих равных условиях прочнее приклеивается к пластинам, чем полуфабрикат с плотной структурой.

Однако, рекомендовать интенсивное разрыхление голья в производстве кож, высушенных внаклейку, нельзя, так как это приведет к появлению отдушистости в процессе отделки полуфабриката. Кроме того, лицевой слой полуфабриката с рыхлой структурой легко повреждается при снятии с пластин после сушки. При проведении отмочно-зольных процессов необходимо стремиться к тому, чтобы потери гольевого вещества были минимальными,

При подготовке полуфабриката к сушке внаклейку следует избегать введения в него веществ, дополнительно склеивающих структуру. Иногда, чтобы предупредить излишнее склеивание волокон при сушке, уменьшить поверхностное натяжение в порах и усадку, полуфабрикат перед наклеиванием обрабатывают керосином или уайт-спиритом (2 - 5% от массы строганого полуфабриката). Эти жидкости характеризуются небольшой вязкостью, малым поверхностным натяжением и более высокой температурой кипения, чем вода. Во время сушки они не удаляются из полуфабриката и препятствуют склеиванию его структурных элементов. Еще более эффективная защита структуры от склеивания достигается добавлением в указанные жидкости жирующих веществ и, в частности, обычных жировых эмульсий или высших жирных спиртов.

Сушка внаклейку требует жирования полуфабриката при увеличенном на 20 - 25% расходе жирующих веществ. Этим достигается получение более мягкой кожи, а также снижение адгезии лицевой поверхности полуфабриката к пластине.

На качество приклеивания полуфабриката к пластине большое влияние оказывает содержание в нем влаги. Оптимальная относительная влажность полуфабриката перед сушкой внаклейку - 60%. При слишком большой влажности полуфабриката отжатая из него при разводке на пластинах вода разбавляет клей, снижая его клеящую способность.

В результате при сушке полуфабрикат отклеивается и коробится. Если же содержание влаги меньше 55%, полуфабрикат и особенно его края плохо расправляются и приклеиваются.

На практике не всегда уделяют достаточно внимания ручной разводке полуфабриката при наклеивании на пластины. Эффект, достигаемый при разводке, обычно зависит от квалификации рабочего, прикладываемых усилий и т.д. В одних случаях разводка производится слабо и сводится, по существу, к расправке полуфабриката и удалению из-под него избытка клея, в других - она выполняется с максимально возможной интенсивностью, чтобы получить наибольший выход кожи по площади. В результате интенсивной разводки на пластинах при наклеивании выход кожи по площади действительно увеличивается, и лицевая поверхность ее становился более гладкой. Однако, некоторые важные свойства кожи при этом существенно ухудшаются: снижаются напряжение и удлинение, при которых на лицевой поверхности появляются трещины, повышается жесткость, чрезмерно уменьшается доля остаточной деформации, иногда наблюдается снижение прочности при растяжении. Поэтому сильного растягивания полуфабриката при ручной разводке на пластинах допускать нельзя. В зависимости от вида полуфабриката должна устанавливаться оптимальная степень разводки. При этом следует учитывать быстроту схватывания клея.

На многих кожевенных заводах, применяющих сушку внаклейку, клей готовят из отвара льняного семени. Такой отвар содержит не только связующие вещества, но и почти все другие необходимые компоненты. Однако, более перспективными являются синтетические клеи. Хорошо зарекомендовали себя клеи на основе полиакриламида и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ).

На ряде заводов для загущения клея применяют водные дисперсии полимеров, которые одновременно оказывают на полуфабрикат и наполняющее действие. Проникая в дерму, они в значительной степени уплотняют ее сосочковый слой и этим предупреждают появление отдушистости после сушки, а также в последующих механических операциях. Поэтому использование полимеров в качестве загустителей клея особенно целесообразно при сушке полуфабриката с рыхлым лицевым слоем.

Уменьшению отдушистости способствует введение в состав клея других веществ, наполняющих сосочковый слой дермы и укрепляющих его связь с сетчатым слоем. Хорошие результаты, например, дает применение клея на основе КМЦ с добавлением сульфитцеллюлозного экстракта.

Наклеивание следует проводить так, чтобы между полуфабрикатом и поверхностью пластины не оставалось пузырьков воздуха. В таких местах на лицевой поверхности полуфабриката после сушки появляются темные пятна. Снимать полуфабрикат с пластины нужно плавно, без рывков. В противном случае в местах изгиба полуфабриката образуются неисчезающие мелкие морщины (накат), создающие видимость отдушистости, а иногда отрывается лицевой слой полуфабриката.

Проведенные исследования, а также практика работы заводов показали, что ликвидация операций отжима и разводки перед вакуумной сушкой отрицательно сказывается на качестве разделки полуфабриката, сортности кожи, ее выходе по площади и себестоимости. Так, при сушке полуфабриката после отжима и разводки выход кожи по площади обычно на 4 - 5% выше, чем при сушке неотжатого и неразведенного полуфабриката. Поэтому отжим и разводка на машинах перед вакуумной сушкой являются обязательными. Больше того, рекомендуется разводку проводить в несколько приемов и с промежуточными пролежками. При этом достигается лучшая разделка полуфабриката, особенно его периферийных участков, выход кожи по площади увеличивается еще примерно на 2%, а выход по толщине уменьшается в среднем на 6%. Этот факт необходимо учитывать при проведении двоения и строгания полуфабриката, чтобы получить кожу требуемой толщины.

На качество кож, высушенных в вакуумных сушилках, большое влияние оказывает давление на полуфабрикат; однако на практике это мало учитывается. Кожу хорошего качества можно получить только тогда, когда прижимное давление соответствует виду полуфабриката и особенностям его структуры. Как показывают исследования, для полуфабриката из опойка и бычка хромового дубления оптимальным является прижимное давление 40 - 50 кПа.

Особенно важно при основной вакуумной сушке не высушивать полуфабрикат до влажности менее 25%. В противном случае свойства кожи ухудшаются и могут возникнуть тепловые повреждения.

Действующая технология производства кож для верха обуви из шкур крупного рогатого скота, предусматривает следующий порядок выполнения сушильно-увлажнительных процессов и операций: сушка в вакуумной сушилке до влажности 22-26%; досушивание в свободном состоянии; увлажнение и пролежка в течение 24 ч; две тяжки с промежуточной пролежкой; подсушка в свободном или фиксированном на рамах состоянии.

Такой порядок работы на предприятиях часто изменяется в сторону упрощения и сокращения и выполняется по следующей схеме: сушка в вакуумной сушилке до влажности 22-26%; пролежка в течение 8 - 12 ч; две тяжки с промежуточной пролежкой; подсушка в свободном состоянии.

При сопоставлении двух схем сушильно-увлажнительных процессов и операций установлено, что между ними нет различий по расходу сырья, свойствам кож и выходу их по площади. Однако, при обработке по упрощенной схеме обнаружено увеличение числа кож с рыхлыми пашинами, с отмином и отдушистостью, что сказывается на снижении сортности кож.

Если покрывное крашение проводится непосредственно после второй тяжки без подсушки, наблюдается дополнительная усадка кож по площади. Следовательно, при использовании упрощенной схемы обработки возрастает вероятность ухудшения свойств кожи и повышения расхода сырья.

При сушке даже в потоке воздуха усадка кож почти заканчивается, когда влажность их достигает 25-30%. В условиях вакуумной сушки, на которой не сказывается влияние градиента влажности, можно ожидать прекращения усадки, однако она не исключается при последующей подсушке в свободном состоянии.

Обратимость процесса усадки достигается тщательным механическим размягчением и разделением склеенных структурных элементов кожи в процессе тяжки. Этому способствует хорошая подготовка полуфабриката к тяжке и правильное проведение процесса.

В практике выполнения сушильно-увлажнительных процессов и операций не всегда создаются условия для равномерной и эффективной тяжки, что не только не обеспечивает увеличения выхода кож по площади, но и является причиной их стойкости и отдушистости.

Оптимальная влажность кож, поступающих на тяжку, 30 ± 2%. В случае более высокой влажности наблюдается значительная усадка кож при досушке, их коробление и стойкость в готовом виде.

Тяжка достаточно влажных кож неэффективна и приводит к "отбиву" лицевого слоя, отмину и отдушистости готовых кож.

В связи с этим предпочтительным является первый вариант сушильно-увлажнительных операций с достаточным увлажнением и желательно с досушкой в фиксированном на рамах состоянии.

Нормальные условия проведения процесса обеспечивает второй вариант при влажности кож после вакуумной сушки 30 ± 2%.

1. Покрывное крашение

1.1 Требования к покрытиям

Среди всего цикла отделочных процессов покрывное крашение кож занимает центральное место.

Покрывное крашение заключается в нанесении на лицевую поверхность кожи покрытия для придания ей красивого внешнего вида, защиты от влаги, механических и химических воздействий. При этом выравнивается неоднородность лицевой поверхности кожи, улучшаются ее эксплуатационные свойства; кожа с покрытием меньше загрязняется, грязь с нее легко счищается. Кроме того, покрывное крашение - основная операция, позволяющая придать коже модный цветовой тон, который в значительной степени определяет ассортимент кож.

В связи с использованием для изготовления верха обуви всех видов и сортов кожевенного сырья изменилось основное назначение покрытии. Мягкость, эластичность, естественный внешний вид при наличии небольших сырьевых пороков, подчеркивающих натуральность кожи - таковы современные требования к коже для верха обуви. Традиционная отделка кож с применением в покрывных композициях пигментных концентратов не отвечает требованиям современной моды к их внешнему виду, так как толстая покрывная пленка скрывает не только сырьевые пороки, но и мерею натуральной кожи.

Таким образом, увеличение выпуска кож с естественной лицевой поверхностью является сегодня одним из основных направлений в выработке кож для верха обуви. Это достигается применением новых отделочных материалов и способов отделки, позволяющих маскировать лицевые пороки и дефекты кожи, сохраняя в целом ее естественную мерею (анилиновая, полуанилиновая отделка и другие виды современной отделки).

Отсюда вытекает целый комплекс требований, которым в настоящее время должны отвечать покрытия на коже. Эти требования можно разделить на четыре основные группы:

1. Технологические:

- устойчивость к влажно-тепловым и термомеханическим обработкам;

- устойчивость к воздействию воды и органических растворителей;

- устойчивость при получении покрытий без взъерошивания затяжной кромки.

2. Эксплуатационные:

- устойчивость к многократному изгибу, к истиранию;

- достаточно высокие предел прочности при растяжении и адгезия к коже;

- устойчивость к ударам, царапинам, к сухому и мокрому трению,

- морозостойкость.

3. Гигиенические:

- паропроницаемость;

- паро- или влагообменные и теплозащитные характеристики.

4. Эстетические:

- нарядный внешний вид;

- блеск или матовость;

- легкость и простота ухода за обувью (чистка обуви).

Удовлетворение всех этих требований возможно лишь при правильном подборе и сочетании отделочных материалов и надлежащей подготовке самой кожи к покрывному крашению.

По данным ЦНИИКП, покрытия в условиях изготовления и носки обуви должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 7.

Известны следующие методы отделки кож: покрывное крашение, лакирование, получение покрытий на коже с помощью порошков, отделка кож готовыми полимерами и пленками, компактный [13].

В настоящее время покрывное крашение - основной метод отделки кож как в нашей стране, так и за рубежом. В состав покрывных красок для отделки кож входят следующие компоненты: пленкообразователи (связующие), пигментные концентраты (пасты), вспомогательные вещества (восковые эмульсии, шеллак, загустители), пластификаторы, поверхностно-активные вещества (ПАВ), растворители, разбавители.

Таблица 7 Оценка покрытий

Показатель

Оценка покрытия

удовлетворительная

хорошая

отличная

Термостойкость,С

120

130

более 140

Устойчивость покрытия к многократному изгибу,

30 тыс. изгибов

40 тыс. изгибов

более 50 тыс. изгибов

Устойчивость к мокрому трению, оборотов

200

300

более 500

Устойчивость к действию органических растворителей, %

40-60

70-80

100

Адгезия покрытия, Н/м

к сухой коже

200

500

отрыв с лицевым слоем кожи

к мокрой коже

100

150-200

300

Морозостойкость, баллы

при растяжении

3

4

5

при изгибе

3

4

5

В зависимости от используемых пленкообразователей различают следующие виды покрытий [13]:

- казеиновые (белковые) - покрытия, в которых в качестве пленкообразователя используется казеин. Эти покрытия наносятся на кожи с натуральной лицевой поверхностью (нешлифованные), с закреплением формалином, щелочно-казеиновым закрепителем или нитроэмульсионными лаками;

- нитроцеллюлозное покрытие - покрытие с применением в качестве пленкообразующей основы нитроцеллюлозы, используется для комбинирующей отделки кож светлых тонов, а также в качестве закрепителя;

- эмульсионное покрытие - покрытие для кож с применением эмульсионных пленкообразователей и с закреплением нитроэмульсионными лаками, нитролаками или растворами полиуретанов.

1.2 Казеиновое покрытие

Покрывная казеиновая краска представляет собой водную суспензию пигмента в казеине и других водоразбавляемых связующих материалах. Казеиновые краски состоят из пигментов, связующих, блескообразующих и загущающих веществ, пластификаторов, веществ, обеспечивающих водостойкость, а также веществ, необходимых для создания требуемого рН, и модифицирующих добавок (альбумин, шеллак, молоко, восковая эмульсия, отвар льняного семени и др.). Чтобы уменьшить проникание аппретуры в кожу, рекомендуется добавлять в краску различные производные целлюлозы и водорастворимые синтетические смолы.

Пластификаторы являются необходимой составной частью казеиновых красок, так как уменьшают хрупкость покрытия. В качестве пластификаторов применяют ализариновое масло, глицерин, гликоли, дибутилфталат.

Казеиновое покрытие не образует на поверхности кожи монолитную пленку, способную выдерживать сколько-нибудь значительную деформацию без нарушения, а создает на ней тонкий слой, легко разделяющийся при деформации кожи на мельчайшие, не заметные простым глазом и не заполненные пленкообразователем участки. Многочисленные исследования свойств покрытий, получаемых на основе белков, показали, что казеиновые покрытия меньше других снижают воздухо- и паропроницаемость кож. Благодаря этому казеиновое покрытие лучше других покрытий сохраняет ценные гигиенические свойства кожи, ее естественную мягкость.

Для казеинового покрытия характерна устойчивость к действию низких и высоких температур; последнее очень важно при производстве обуви методом горячей вулканизации. Положительные свойства казеинового покрытия являются причиной того, что они до сих пор не утратили своего значения при отделке кожи в целом ряде стран, в том числе и в СССР.

Путем сочетания белковых пленкообразователей с синтетическими найдены способы улучшения свойств казеиновых покрытий.

В нашей стране и за рубежом проведены работы по получению продуктов модификации казеина полиалкилакрилатами. Метод их получения основан на полимеризации акриловых эфиров в щелочных растворах казеина. Покрывные краски, содержащие в качестве пленкообразователя модифицированный полиакрилатами казеин, обеспечивают достаточно высокую термомеханическую устойчивость пленок и приятную ощупь кожи. Однако при этом устойчивость к многократному изгибу и водостойкость покрытий снижаются.

Казеиновые модификаторы МТ-1 и МТ-2 представляют собой продукты эмульсионной полимеризации метилакрилата в присутствии казеината аммония в соотношении 90 : 10 (МТ-1) и 90 : 20 (МТ-2).

Они рекомендованы в качестве добавок к другим латексам в покрывных красках для отделки кож хромового дубления.

Аналогично назначению названных модификаторов назначение латекса ДКМ-30 (ТУ 38.103148-78) - водной дисперсии привитого сополимера бутадиена и казеината аммония в соотношении 70 : 30.

1.3 Нитроцеллюлозные покрытия

Нитроцеллюлозные покрытия применяются для комбинированной отделки обувных кож светлых тонов, галантерейных, перчаточных и одежных кож, а также в качестве закрепителя или в составе верхнего покрытия при отделке кож синтетическими пленкообразователями. Их пленкообразующей основой является нитроцеллюлоза. Для придания покрытию необходимых эластических свойств используют пластификаторы. Положительными свойствами нитроцеллюлозных покрытий являются водостойкость, высокая кроющая способность, термомеханическая стойкость. К их недостаткам следует отнести низкую адгезию к коже, быстрое старение, снижение гигиенических свойств кожи, огнеопасность вследствие применения растворителей, высокую стоимость. При старении в процессе хранения и эксплуатации изделия вследствие деструкции пленкообразователя под действием разных факторов (тепла, ультрафиолетовых лучей) нитроцеллюлозная пленка растрескивается и осыпается.

Устойчивость нитроцеллюлозных пленок к старению зависит от характера содержащихся в них пластификаторов. Чем выше растворяющая способность пластификатора в нитроцеллюлозе, тем длительнее он сохраняется в пленке, тем выше устойчивость пластифицированной нитроцеллюлозной пленки к старению.

К недостаткам нитроцеллюлозного покрытия относятся также миграция и выпотевание пластификатора во времени, что приводит к снижению эластичности и потере устойчивости покрытия к многократным деформациям. Летучие компоненты нитроцеллюлозных покрытий токсичны, оказывают влияние на адгезионные свойства и вызывают пожелтение покрытий на кожах светлых оттенков.

Перечисленные недостатки нитроцеллюлозных покрытий привели к резкому сокращению их использования в качестве основных покрытий на коже.

Для закрепления покрытий на основе эмульсионных пленкообразователей применяются различные нитролаки в органических растворителях.

Нитролак НЦ-573 - прозрачный или слегка желтоватый раствор нитроцеллюлозы в смеси органических растворителей и разбавителей с добавлением пластификаторов. Концентрация 18%.

Нитролак ДЭ-1-36 - лак, аналогичный по свойствам нитролаку НЦ-573, но более высокой концентрации (30%).

Лак НЦ-556 - черный раствор нитроцеллюлозы в смеси органических растворителей и разбавителей с добавлением модифицированных смол, пластификаторов и нигрозина,

Эмаль НЦ-583 - суспензии пигментов различных цветов в растворе пластифицированной высоковязкой нитроцеллюлозы и алкидной смолы.

В настоящее время наибольшее применение в кожевенном производстве находят водные эмульсии нитролаков (в качестве закрепителей покрытий на коже), т.е. системы, в которых органический растворитель частично заменен водой (при непременном участии эмульгатора).

При эмульгировании в воде раствора нитроцеллюлозы можно получить эмульсию как первого (лак ЭНЦ-542), так и второго (лак ЭНЦ-597) рода. При правильном подборе компонентов механическое диспергирование позволяет получить устойчивые эмульсии. Лаковая фаза вводится в интенсивно перемешиваемую водную фазу.

Водные эмульсии нитролака второго рода с водой и водными растворами не смешиваются, имеют большую вязкость, легче окрашиваются и быстрее высыхают, чем эмульсии первого рода.

Нитроэмульсионный лак ЭНЦ-542 получают диспергированием в воде раствора (в органическом растворителе) пластифицированного коллоксилина. Этот лак имеет вязкость 15 - 18 по воронке В34 и предназначается для закрепления покрытий на основе полиакрилатов. В результате закрепления термостойкость покрытия повышается на 10-15%, причем сохраняется естественный гриф кожи. Этот лак хорошо совмещается со всеми пленкообразователями, применяемыми при отделке кож.

Водоэмульсионный лак ЭНЦ-597 - эмульсия второго рода пластифицированного и пигментированного коллоксилина в смеси воды и органических растворителей. Этот лак предназначается для закрепления на коже черного и белого цветов покрытий, получаемых на базе полиакрилатных и казеиновоакрилатных пленкообразователей.

Водоэмульсионные лаки обладают высокой кроющей способностью, что позволяет уменьшить число слоев покрытия, а также обеспечивает водостойкость покрытия.

Нитроэмульсионный лак ЭНЦ-5183 - эмульсия второго рода (вода в масле) пластифицированной нитроцеллюлозы в воде.

1.4 Эмульсионные покрытия

Эмульсионные покрытия наиболее широко используются при покрывном крашении кож. В качестве пленкообразователей в них применяют синтетические полимеризационные пленкообразователи.

Если казеиновое и нитроцеллюлозное покрытия можно применять для выравнивания цвета и тона кожи с естественной лицевой поверхностью, то для кожи с облагороженной лицевой поверхностью они непригодны, так как казеиновое покрытие при деформациях не сохраняет характера сплошной пленки и не обладает водостойкостью, а нитроцеллюлозное покрытие имеет очень низкое (30 - 50%) удлинение и характеризуется существенным изменением свойств во времени и в результате миграции и выпотевания пластификатора, деструкции коллоксилина. Это сделало необходимым внедрение для покрывного крашения кож с естественной лицевой поверхностью и облагороженных синтетических пленкообразователей.

Эмульсионные краски состоят из пленкообразователей, пигментных паст, пластификаторов, модифицирующих добавок (альбумин, шеллак восковая эмульсия и др.), пенетраторов, красителей.

В отечественной промышленности широкое распространение для отделки кож получили специально синтезированные для этой цели синтетические пленкообразователи, полученные эмульсионной полимеризацией метилового, бутилового эфиров акриловой кислоты и их сополимеров с диеновыми производными. Ниже приводится характеристика наиболее часто применяемых пленкообразователей.

Акриловые эмульсии марок 1, 1-К, А представляют собой продукты эмульсионной полимеризации метилакрилата в присутствии эмульгатора. В отличие от эмульсии марки А эмульсии марок 1 и 1-К содержат 3% от массы полимера дибутилфталата.

Эмульсия МБМ-3 - продукт сополимеризации в присутствии эмульгатора метил- и бутилакрилата, а также метакриловой кислоты, взятых в соотношении 62:35:3.

Эмульсия МБМ-3с представляет собой эмульсию МБМ-3, структурированную по карбоксильным группам цинкаммонийкарбонатом.

Акриловая эмульсия БМ-12 - продукт эмульсионной сополимеризации бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты, взятых в соотношении 26,8:62,5:10,7. Эта эмульсия способствует получению морозостойких покрытий.

Эмульсия МБА-5 - продукт эмульсионной сополимеризации метакрилата, бутилакрилата, метакриловой кислоты и амида метакриловой кислоты в соотношении 62:31:2:5.

Эмульсия ЭБК-3 - продукт эмульсионной сополимеризации этилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 65:35:3.

Эмульсия ЭМК-3 - продукт эмульсионной сополимеризации зтилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 80:20:31.

Дисперсия МХ-30 - продукт эмульсионной сополимеризации 70% хлоропрена и 30% метилметакрилата, характеризуемый высокой пропитывающей и пленкообразующей способностью. Покрытия на основе МХ-30 обладают достаточной морозостойкостью, однако склонны к пожелтению, поэтому для отделки белых кож их применять не следует.

Латекс ДММА-65-1-ГП - продукт глубокой сополимеризации дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты, обладающий хорошей пленкообразующей способностью, мало проникающий в кожу и образующий мягкие морозостойкие пленки.

Латекс наирит ЛВ - водная эмульсия сополимера хлоропрена с винилацетатом в соотношении 70:30. Основным преимуществом наирита ЛВ является высокая эластичность пленки, в том числе при пониженных температурах.

Латекс ДВХБ-70 - водная дисперсия сополимера бутадиена и винилиденхлорида в соотношении 30:70, образующая очень мягкую резиноподобную пленку.

Общими недостатками всех перечисленных пленкообразователей является ограниченный температурный интервал эластичности и недостаточная устойчивость к действию растворителей.

1.5 Схема формирования покрытия на коже

Установлено, что повышение сортности выпускаемых кож хромового дубления только на единицу позволит повысить эффективность кожевенного производства на 25 млн. р. в год. Таким образом, повышение сортности готовых кож, вырабатываемых из всех видов кожевенного сырья, является одной из важнейших задач отечественного кожевенного производства. Переработка сырья крупного рогатого скота повышенных развесов на кожи для верха обуви приводит, как правило, к возникновению на них такого дефекта, как отдушистость. Причем с повышением развеса шкур возможность появления отдушистости возрастает, что объясняется особенностями макроструктуры шкур повышенных развесов и технологических приемов при переработке таких шкур.

Как известно, отдушистость приводит к значительному снижению сортности кож, к потерям до 8 - 10% их полезной площади. Уменьшение или устранение отдушистости позволит значительно повысить сортность кож.

Покрытие на коже является многослойным; оно формируется из нескольких слоев покрывных композиций: пропитывающий (непигментированный) грунт, пигментированный грунт, покрывная краска, закрепляющий слой.

1.5.1 Непигментированный и пропитывающий грунты

Целью грунтования кож с использованием специальных грунтов (пропитывающего для шлифованных кож и непигментированного для нешлифованных) является уменьшение или устранение отдушистости, а также повышение качества кож.

Формирование покрытия для кож с естественной (нешлифованной) и шлифованной лицевой поверхностью осуществляется по-разному.

Непигментированный грунт проникает только в крупные поры кож с нешлифованной лицевой поверхностью, имеющих плотную лицевую мембрану, и механически "заклинивается", создавая подложку для следующих слоев покрытия.

Иная картина наблюдается для кож со шлифованной лицевой поверхностью. При шлифовании лицевая мембрана удаляется и открывается множество крупных пор, которые заполняет полимер пропитывающего грунта.

Таким образом, покрывное крашение кож начинается с нанесения непигментированного и пропитывающего грунтов, обычно в виде дисперсии, пенетратора и воды. Полимер грунта способствует уплотнению сосочкового слоя кожи, укреплению связи между сосочковым и сетчатым слоями.

Пенетраторы представляют собой смесь органического растворителя с водным раствором ПАВ. Содержащиеся в пенетраторах ПАВ адсорбируются частицами полимера, что препятствует коагуляции их при соприкосновении с поверхностью кожи и обеспечивает их диффузию в кожу на необходимую глубину. Органический растворитель снижает поверхностное натяжение грунта, что также способствует лучшему прониканию его в кожу.

Покрывное крашение кож с нешлифованной лицевой поверхностью начинают с нанесения непигментированного грунта. Он прочно связывается с поверхностью кожи и обеспечивает адгезию следующих слоев покрытия. Непигментированный грунт представляет собой разбавленную водой дисперсию соответствующего полимера (акриловая эмульсия М, МХ-30, импортные биндеры и др.) с добавлением пенетратора, а иногда кислотного красителя под цвет кожи (5-10 г/дм3).

Покрывное крашение шлифованных кож начинается с предварительной подготовки их поверхности - нанесения пропитывающего грунта.

Дерма кожи образована пучками волокон и волоконец различной толщины - от 0,05 мкм до видимых визуально. Поверхностный слой кожи, как и дерма, характеризуется чрезвычайно высокой пористостью, причем радиус пор также очень разный.

В результате шлифования поверхность кожи "вскрывается", т.е. обнажаются отдельные пучки волокон и поры. Шлифование резко увеличивает впитывающую способность поверхности кожи и наносимые на нее пленкообразователи "проваливаются", не образуя пленки.

Назначение пропитывающего грунта - скорректировать впитывающую способность кожи, создать необходимую подложку для последующего цветного покрытия, предотвратить отмин и отдушистость, т.е. зафиксировать волокнистую структуру таким образом, чтобы ее элементы могли свободно изгибаться и выпрямляться, но не имели бы возможности перемещаться относительно друг друга или смещаться относительно нижележащих (эффект "пришивки"). Эти условия достигаются в том случае, если полимер в виде армирующей сетки заполняет кожу на оптимальную глубину (приблизительно на 1/з толщины за 4-6 с); при этом уменьшается и пористость.

В качестве пропитывающих грунтов применяются дисперсии мягких полимеров (с низким модулем эластичности) и высокой степенью дисперсности.

Пропитывающий (непигментированный) грунт наносят на кожу обычно с помощью поливочной или распылительной машины.

1.5.2 Пигментированный грунт

Этот грунт придает поверхности кожи необходимый цвет, выравнивает микронеровности, полосы от шлифования. Он должен только слегка проникать в кожу, потому имеет повышенную вязкость. Полимеры для пигментированных грунтов в основном мягкие, лишь с малой добавкой жестких. Важным компонентом этого грунта являются пигментные концентраты. Для достижения оптимальной адгезии пигмент должен равномерно распределяться в пленке. Количество вводимого в грунт пигмента находится в прямой связи с его кроющей способностью.

Наиболее рациональное соотношение дисперсии полимера (20%-й концентрации) и пигментного концентрата от 2,5:1 до 3:1.

Пигментированный грунт наносится на кожу на щеточных агрегатах.

1.5.3 Покрывная краска

Покрывная краска придает коже красивый внешний вид, устойчивость к трению, к действию повышенной температуры. Исходя из этого, к составу покрывной краски и прежде всего к пленкообразователям предъявляются определенные требования. Пленкообразователи должны быть более жесткими, т.е. иметь более высокий модуль эластичности и более термостойкими, чем пленкообразователи, применяемые в нижних слоях покрытия. Повышение термостойкости покрытия имеет большое значение, так как оно предотвращает нарушение покрытия горячим прессованием в завершающих стадиях отделки. К таким пленкообразователям относится дисперсия МБМ-3, акриловая эмульсия № 1, МБА-2 (амидсодержащая). Для увеличения жесткости и термостойкости покрывной краски в ее состав рекомендуется вводить модифицированный казеин, например МТ-2, а также значительно увеличивать в нем долю казеина и шеллака.

После нанесения пигментированного грунта поверхность кожи равномерно укрыта, поэтому количество пигментного концентрата в покрывной краске (по сравнению с пигментированным грунтом) значительно снижается.

Покрывную краску в виде очень тонких слоев наносят на кожу на распылительных агрегатах.

1.5.4 Закрепляющий слой

Закрепляющий слой - самый верхний слой покрытия, который придает коже блеск, повышает устойчивость покрытия к механическим воздействиям, к действию влаги, органических растворителей, к термообработке в условиях обувного производства. Так как тип закрепителя покрытия на коже во многом предопределяют материалы и методы, которые необходимо использовать для отделки обуви, то наиболее универсальным и удобным является закрепление покрытий нитроэмульсионными лаками. В этом случае можно использовать обувные аппретуры как водные, так и спиртоводные. Из табл. 8 видно влияние типа закрепителя на свойства покрытия.

Закрепляющую композицию наносят на кожу на распылительных машинах.

Таблица 8 Свойства покрытий с различными закрепителями

Показатель

Нитроэмали

Лак КБ-36

Нитроэмульсионный лак

ЭНЦ-542

ЭНЦ-597

Термомеханическая стойкость, оС

120

105

105

115

Морозостойкость, баллы

4

4

3

3

Устойчивость к многократному

изгибу, тыс. изг.

20

30

25

30

Устойчивость к трению на мокрой

коже, число оборотов

1000

800

500

- 1000

1.6 Контроль покрывного крашения кож

1.6.1 Расход пропитывающего грунта

Одним из непременных условий при нанесении пропитывающего грунта является непрерывность завесы, т.е. отсутствие разрывов и пузырьков льющегося грунта.

Перед нанесением проверяют расход грунта в соответствии с методикой (для кож с легкой отдушистостью 150+50 г/м2, для сильно отдушистых кож 200 ± 20 г/м2). Расход пропитывающего грунта определяют следующим образом.

Взвешивают специальную кювету (из оргстекла или жести), ставят на лицевую поверхность полуфабриката и пропускают сквозь завесу работающей поливочной машины. После этого взвешивают кювету с набранным грунтом. Определение проводят три раза.

Расход пропитывающего грунта, г/м2,

А = (a - b) K

где а - масса кюветы с грунтом, г;

b - масса пустой кюветы, г;

c - площадь кюветы, дм2;

К - коэффициент пересчета расхода грунта на 1 площади кожи.

Для упрощения определения расхода грунта рекомендуется изготовить кювету размером 200 Ч 250 Ч 30 мм. В этом случае с = 5 дм2 , К=20.

Если расход грунта не соответствует данным методики, регулируют скорость струйных конвейеров.

Кроме расхода пропитывающего грунта определяют скорость проникания грунта в кожу.

Для проведения испытания образец кожи размером 8 Ч 5 см отбирают после шлифования из чепрачной части полуфабриката на участке, расположенном на расстоянии 13 см от линии хребта и 15 см от линии, соединяющей впадины нижних лап. Отобранный образец кожи размечают на участки размером 15 Ч 15 мм. Медицинскую пипетку с диаметром оттянутого конца 1 - 1,5 мм устанавливают в штатив на высоте 50 мм от образца кожи. Капля рабочего раствора пропитывающего грунта должна быть нанесена в центр клетки. Продолжительность проникания определяется по секундомеру с момента попадания капли грунта на кожу до ее полного впитывания и должна быть в пределах 3 - 5 с.

При необходимости увеличивают или уменьшают количество пенетратора в грунте.

Качество покрытий на коже в значительной степени зависит от качества компонентов, составляющих покрывную краску, правильности приготовления рабочего раствора краски.

Ниже приводятся методики анализов пигментных паст, покрывных красок и пленкообразователей.

1.6.2 Анализ пигментных концентратов

После тщательного перемешивания концентрата отбирают пробу. Сосуд, в котором находится концентрат, должен быть герметично закрыт. Затем определяют содержание сухого остатка, укрывистость, осаждаемость пигмента, бронзирование.

Определение массовой доли сухого остатка. Анализ проводят по ГОСТ 17537-72 "Материалы лакокрасочные. Методы определения содержания летучих и нелетучих, твердых и пленкообразующих веществ". Сушку навески проводят при температуре 105 ± 5°С.

Определение укрывистости. Определение укрывистости концентрата по методике, описанной в ТУ-17-РСФСР-857-75 и РТУ УССР 1394 - 71, не дает информации о том, что покрывная краска будет укрывать поверхность кожи. Наиболее правильным следует считать определение укрывистости по ГОСТ 8784-75 "Материалы лакокрасочные. Методы определения укрывистости".

Укрывистость характеризуется числом граммов сухой краски, необходимой для укрытия 1 м гладкой стеклянной поверхности,

Состав покрывной краски. 1: 40 %-й пигментный концентрат, 10: 20 % -я акриловая эмульсия № 1-40; дистиллированную воду подавляют до обшей массы 70 г.

Укрывистость рекомендуется определять для концентратов, которые используют в покрывных красках индивидуально, т.е. без добавок других концентратов (красного, синего, бордо, зеленого цветов), обеспечивающих получение небронзящих покрытий.

a = (40 Ч 10) / СО

Количество концентрата, необходимое для приготовления краски, г,

b = (20 Ч 40) / С1

где СО - массовая доля сухого остатка в концентрате, %.

Количество акриловой эмульсии № 1, необходимое для приготовления краски,г, где С1 - концентрация акриловой эмульсии № 1, %.

Определение осаждаемости пигмента. Осаждаемость пигмента характеризуется отношением массы нелетучих веществ (массы сухого остатка) в отстоявшемся верхнем слое к массе нелетучих веществ в свежеприготовленной покрывной краске.

Покрывную краску приведенного выше состава (все компоненты берут в двукратном количестве) тщательно перемешивают и определяют массу нелетучих веществ. Краску выливают в мерный цилиндр вместимостью 100 см3 и через 2 ч пипеткой отбирают отстоявшийся верхний слой (примерно на 2 см ниже уровня жидкости), в котором определяют массу нелетучих веществ.

Осаждаемость пигмента, %,

О = а Ч 100 / б

где а - масса нелетучих веществ в свежеприготовленной покрывной краске, г;

б - масса нелетучих веществ в отстоявшемся слое покрывной краски, г.

Для качественного определения осаждаемости пигмента покрывную краску указанного состава тщательно перемешивают и выливают в мерный цилиндр вместимостью 100 см3. Через 2 ч определяют границу раздела. Если граница не видна, можно считать стабильность покрывной краски хорошей, наличие границы раздела свидетельствует о несовместимости компонентов. Применение покрывных красок с высокой осаждаемостью нарушает работу агрегатов покрывного крашения и отрицательно отражается на качестве покрытия.

Определение бронзирования. Определение ведут для концентратов ярких цветов (алого, красного, синего, зеленого, бордо), которые используют без добавок концентратов других цветов. Из кожи с естественной лицевой поверхностью из шкур крупного рогатого скота (выработанной без барабанного крашения), после основной сушки вырезают образец размером 10 Ч 10 см. На него наносят покрывную краску волосяной щеткой четыре раза с промежуточной подсушкой в сушильном шкафу при температуре 30 - 35°С в течение 20 мин. Затем образец кожи разрезают пополам. Одну половину помещают в сушильный шкаф и выдерживают в течение 1 ч при температуре 120 ± 5оС. Обе половинки образца сравнивают при дневном свете. Отмечают наличие или отсутствие бронзирования на половине, подвергнутой тепловой обработке. Допускается незначительное изменение цвета покрытия.

Бронзирование не позволяет использовать испытуемый концентрат без добавок других концентратов, однако не является основанием для его бракования.

Использование без учета особенностей концентратов синего, красного, бордо, алого, зеленого цветов для получения соответствующих цветов покрытий глубоких тонов приводит к появлению бронзирования покрытий на коже при изготовлении обуви на обувных предприятиях.

1.7 Дефекты кож, возникающие при покрывном крашении, способы их предупреждения и устранения

Рассмотрим наиболее характерные отклонения при проведении покрывного крашения и возникающие в связи с этим дефекты кож.

1.7.1 Дефекты при нанесении пропитывающего грунта

Дефекты могут возникать вследствие отклонения от нормального протекания процесса.

Недостаточная скорость и глубина проникания грунта приводят к получению плоских, отдушистых и жестких кож. Они могут возникнуть вследствие следующих причин:

- недостаточное количество пенетратора в пропитывающем грунте. Необходимо увеличить количество пенетратора. Если в качестве пенетратора используется смесь ПАВ с органическими растворителями, то можно изменять количество одного из компонентов;

- излишнее количество пенетратора в пропитывающем грунте, что приводит к быстрому обводнению поверхностных слоев кожи и, как следствие этого, к набуханию волокон, в результате чего полимер не может проникнуть на необходимую глубину. В этом случае основная масса полимера откладывается на поверхности кожи и в ее верхних слоях. Необходимо уменьшить количество пенетратора в грунте;

- слишком большое количество полимера в грунте. Необходимо уменьшить количество полимера в смеси, не изменяя количество пенетратора. Кожи, которые трудно поддаются пропитке таким грунтом, рекомендуется обрабатывать повторно;

- пересушивание полуфабриката перед нанесением пропитывающего грунта, т.е. его влажность ниже 12%. В этом случае снижается смачиваемость поверхности кожи, в результате чего полимер грунта не проникает на необходимую глубину. Необходимо обратить внимание на правильность проведения сушильно-увлажнительных процессов, не допускать пересушивания полуфабриката;

- плохое качество обеспыливания лицевой поверхности полуфабриката, снижающее скорость проникания полимера грунта в кожу.

Повышенное пенообразование вызывается неправильным приготовлением грунта. Излишнее количество пенообразователя в грунте может привести к неустойчивости завесы на поливочной машине, обрывам пленки, неравномерному распределению полимера по площади кожи и неравномерному ее смачиванию. В этом случае на коже образуются небольшие участки, не смоченные грунтом, на которых не будет покрытия при нанесении покрывных композиций. Необходимо добавить в грунт пеногаситель или спирт, которые способствуют повышению прочности завесы и снижению пенообразования. Кроме того, чтобы завеса на поливочной машине была прочной и равномерной, необходимо тщательно следить за чистотой машины и своевременно регулировать скорость подачи грунта, так как повышенная скорость подачи может вызвать пенообразование и как следствие дефекты кожи.

Плохая шлифуемость лицевой поверхности полуфабриката после нанесения пропитывающего грунта (третье шлифование мелкозернистым полотном для облагороженных кож). Это объясняется тем, что термопластичный полимер пропитывающего грунта в результате трения при шлифовании расплавляется и затрудняет этот процесс.

Причинами плохой шлифуемости полуфабриката после пропитки грунтом являются:

- недостаточная глубина проникания полимера пропитывающего грунта в полуфабрикат. Необходимо отрегулировать содержание пенетратора в грунте, как указано выше;

- высокая влажность полуфабриката. Необходимо обратить внимание на сушильно-увлажнительные процессы;

- недостаточный эффект шлифования до нанесения пропитывающего грунта (первое и второе шлифование). Необходимо улучшить качество предварительного шлифования лицевой поверхности полуфабриката.

кожа покрытие дефект сырье

1.7.2 Дефекты при нанесении покрывных красок

При нанесении пропитывающего, непигментированного и пигментированного грунтов, покрывных красок, закрепляющего слоя могут возникнуть различные отклонения от нормы.

Полосы на лицевой поверхности возникают при нанесении пигментиронанного грунта на щеточных машинах или вручную щетками. Появление полос ведет к резкому ухудшению качества покрытий, так как для их полного укрытия на кожи приходится наносить дополнительные слои покрывной краски на распылительном агрегате. Вследствие этого покрытие на коже имеет низкую адгезию, при прессовании часто прилипает к плите, а кожи получаются отдушистыми. Причинами появления полос на коже при нанесении пигментированного грунта являются:

- неравномерность ворса плющевой щетки агрегата. Необходимо перед началом нанесения грунта проверить качество щеток. При наличии длинного ворса его поджигают, а остатки ворса удаляют промывкой водой. Поверхность плюша щетки должна быть однородной и компактной;

- высокая гидрофильность кожи, в результате чего вода быстро впитывается лицевой поверхностью и это приводит к резкому повышению вязкости покрывной краски. Необходимо применять щетки с высоким ворсом, что позволит наносить на кожу большее количество материала за один прием. Кроме того, рекомендуется добавлять в покрывные композиции загустители (например, казеин или водный раствор аммиака), которые способствуют уменьшению поглощаемости воды кожей и дают возможность равномерно распределять покрывные композиции по всей площади кожи;

- высокая гидрофобность поверхности полуфабриката, что приводит к ее недостаточной смачиваемости при нанесении покрывных композиций и в результате этого - к полосатости кожи. Необходимо применять щетки с низким ворсом. Иногда, для шлифованных кож, необходимо провести дополнительное шлифование лицевой поверхности шкуркой № 380 - 400, что позволит исключить возникновение полос. Рекомендуется также добавлять в покрывные композиции спирты (например, этиленгликоль) или ПАВ;

- осаленность поверхности полуфабриката. Необходимо в покрывные композиции добавлять водный раствор аммиака и предварительно обезжирить поверхность полуфабриката смесью, состоящей из молочной кислоты (0,5%), ацетона (15%) и воды (84,5%);

- плохое удаление пыли после шлифования, которая, смешиваясь с покрывной краской, образует полосы на коже. Необходимо контролировать шлифовально-обеспыливающие процессы и гарантировать эффективное удаление пыли с поверхности полуфабриката;

- применение плохо промытых и сухих щеток, в результате чего высохшая покрывная краска на щетках диспергируется в покрывной композиции, которая наносится на кожу, вызывая образование полос или комков. Необходима тщательная промывка щеток перед нанесением покрывных композиций;

- высокое содержание воска или пленкообразователя (полимера) в покрывных композициях. Содержание воска не должно превышать 20% от массы сухого остатка полимера, используемого для приготовления соответствующих покрывных композиций.

Изменение цвета покрытий на коже при использовании одних и тех же покрывных композиций может явиться следствием следующих причин:

- расслаивание растворов покрывных композиций вследствие седиментации (осаждения) пигментов. Особую предосторожность следует соблюдать при хранении и приготовлении покрывных композиций, которые со временем приобретают способность к осаждению в большей или меньшей степени. Скорость осаждения обычно возрастает с увеличением степени разбавления. Необходимо перед употреблением рабочие растворы покрывных композиции тщательно перемешивать. Увеличение вязкости растворов предупреждает также осаждение пигментов в процессе хранения и работы. Этого можно достичь уменьшением количества воды, добавляемого в рабочие растворы, которые предназначены для хранения, и добавлением остатка воды непосредственно перед употреблением растворов. Иногда в приготовленных рабочих растворах происходит осаждение пигментов вследствие смешивания пигментов с материалами, имеющими кислотный характер. Для предупреждения такого явления рН всех материалов, применяемых для приготовления покрывных композиций, должен быть доведен до оптимального значения.

- изменение оттенка рабочих растворов покрывных композиций в процессе хранения. Это вызывается тем, что некоторые красители и органические пигменты очень чувствительны к изменению рН, в связи с чем может меняться оттенок во время хранения. Необходимо внимательно следить за изменением рН композиции и корректировать его добавлением водного раствора аммиака;

- применение грязной или ржавой тары в процессе работы и, особенно, во время хранения растворов, что является наиболее распространенной причиной. Следует учитывать и тот факт, что некоторые рабочие растворы, имеющие высокий рН, могут вступать в реакцию и с алюминиевой тарой. Необходимо использовать чистую тару, изготовленную из пластмассы или имеющую эмалированную поверхность.

Неравномерное распределение покрывных красок при грунтовании на щеточных агрегатах заметно проявляется в процессе нанесения пигментированного грунта или во время подсушки покрытия. Этот дефект чаще возникает при грунтовании кож после прессования.

Причины, вызывающие неравномерное распределение покрывных композиций;

- недостаточное количество ПАВ в наносимой покрывной композиции. Необходимо добавить определенное количество ПАВ;

- высокое давление и повышенная температура при предварительном прессовании предыдущего слоя покрытия. Необходимо обратить внимание на контроль прессования;

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены