Раздел 2. Особенности технологических процессов производства кожи

Раздел 2 Особенности технологических процессов производства кожи

2.1 Характеристика кожевенного сырья

Все виды кожевенного сырья (шкуры крупного рогатого скота, буйволов, яков, лосей, лошадей, верблюдов, ослов, мулов, домашних свиней, коз и т.д.), предназначенные для переработки в кожевенной промышленности, в зависимости от качества, как правило, делятся на четыре группы и четыре сорта (ГОСТ 28425-90) [46]. Назначение кожевенного сырья на выработку различных видов кож и условия сдачи его кожевенным заводам должно регламентироваться ГОСТ 382-91 [47].

Кожевенное сырье подразделяют на мелкое, крупное и свиное. Мелкое сырье - шкуры телят крупного рогатого скота (склизок, опоек, выросток), верблюжат, жеребят (склизок, жеребок, выметка), овец (овчина русская, овчина степная; по состоянию шерстного покрова - овчина шерстная, полушерстная, голяк), коз (козлина степная, хлебная, шкуры диких коз). Крупное сырье - шкуры крупного рогатого скота (полукожник, бычок, бычина, бугай, яловка, буйвол, як, лось), лошадей (конская шкура, передина, хаз), верблюдов (шкуры взрослых верблюдов, верблюжат), ослов, мулов и животных прочих видов (моржа, оленя). Свиное сырье - свиные шкуры, шкуры хряков.

Кожевенное сырье может поступать на заводы как в парном, так и в законсервированном виде. Однако парные шкуры нельзя хранить более двух часов после съема, поэтому чаще всего в течение этого времени их подвергают консервированию, чтобы предотвратить автолиз и отдушистость. Существует несколько направлений достижения эффекта консервирования:

- обезвоживанием тканей шкуры, так как при влажности менее 38 % жизнеспособность микроорганизмов подавляется;

- созданием высокого осмотического давления в клетках тканей шкуры путем введения в кожевую ткань поваренной соли;

- изменением рН в кислую сторону; обработкой шкур химическими веществами, обладающими бактерицидными или бактериостатическими свойствами;

- понижением температуры до уровня, неблагоприятного для развития гнилостных микроорганизмов и процессов автолиза.

Метод консервирования определяет параметры проведения подготовительных процессов и влияет на качество сырья и готовой продукции. Существуют следующие методы консервирования сырья: мокросоление, тузлукование, сухосоление, пресно-сухое, замораживание. Большую часть кожевенного сырья консервируют мокросолением, данный метод имеет ряд преимуществ: не требует специального оборудования, прост по исполнению, консервированные шкуры удобны для транспортирования, не затруднено приведение их в состояние, близкое к парному.

Хранение законсервированных шкур рекомендуется осуществлять в неотапливаемых складах при температуре 12-15 °С. При хранении сухосоленого и пресно-сухого сырья влажность воздуха не должна превышать 70 %. Одновременно осуществляется органолептическое наблюдение за состоянием шкур: по наличию гнилостного запаха, вредителей, плесени и т.п.

2.2 Отмочно-зольные процессы и операции

Процесс производства кожи представляет собой совокупность последовательно выполняемых процессов и операций, в результате данной переработки из шкур получают готовую кожу с заданными потребительскими свойствами. В технологическом процессе производства кожи выделяют манипуляции, связанные с химическими, физико-химическими и механическими воздействиями. Для жидкостных процессов характерна партионная обработка, при этом основными параметрами являются: жидкостной коэффициент (ЖК), температура (t, С°), концентрация реагента (C, г/дм ³ или %), продолжительность процесса ( , мин) и интенсивность механического воздействия (об/мин).

Перечень выполняемых процессов и операций, а также их последовательность определяются видом сырья и назначением готовой продукции. Обработка начинается с отмочно-зольных процессов и операций. Как правило, первым жидкостным процессом является отмока, которая проводится в среде водных растворов в присутствии щелочных реагентов, поверхностно-активных веществ (ПАВ), смачивателей, а иногда и ферментов. В процессе отмоки из шкуры удаляются консервирующие вещества, растворимые белки, кровь и грязь. Шкура приобретает состояние, близкое к парному (влажность не менее 65 %). Неправильное проведение отмоки может вызвать появление в кожах: жесткости (характеризуемой сухостью и гремучестью), отдушистости (характеризуемой отставанием лицевого слоя кожи и проявляющейся на лицевой поверхности в виде морщин), отмина (характеризуемого мелкими морщинами, образующимися при сгибании кожи лицевой поверхностью внутрь и исчезающими после распрямления кожи), рыхлости (характеризуемой пониженной плотностью, отдушистостью и дряблостью кожи), стяжки лицевой поверхности (характеризуемой параллельно расположенными волнистыми складками (морщинами) на лицевой поверхности кож, главным образом на припольных участках) [48].

После завершения отмоки кожевенное сырье промывают и направляют на обезволашивание и золение. Это обработка сырья в сильнощелочной среде суспензией гидроксида кальция с добавлением сульфида натрия, также могут добавляться ферменты и ПАВы. Целью обезволашивания является ослабление связи волоса с дермой (с сохранением шерсти) или полное его уничтожение (без сохранения шерсти). Золение без сохранения шерсти - это химическое разрушение волоса сульфидом натрия в щелочной среде или с помощью окислителей вплоть до полного растворения волоса и перехода его в отработанную жидкость. Золение с сохранением шерсти заключается в ослаблении связи волоса с дермой под действием сульфида натрия, концентрация которого меньше, чем в предыдущем способе. После такой обработки волос с эпидермисом легко отделяется от дермы при механическом воздействии. Полученная таким образом шерсть может использоваться в валяльно-войлочном производстве. Проводить обезволашивание также можно намазным способом, при этом химические вещества, ослабляющие связь волоса с дермой, наносят в виде пасты на бахтармянную сторону шкуры и выдерживают до проникновения их в волосяные сумки, после чего волосяной покров удаляется механически. Для обезволашивания свиного сырья или овчины также используют ферментативный способ. Основной целью золения является разделение структурных элементов дермы путем удаления нерастворимых в воде межволоконных белков (глобулины, муцины и мукоиды), а также за счет возникновения сильного набухания дермы, так называемого нажора. Степень нажора дермы зависит от характера применяемой щелочи. Золение в присутствии только гидроксида кальция позволяет достигнуть нажора в меньшей степени, чем при использовании смеси гидроксида кальция с сульфидом натрия. В производстве эластичных хромовых кож применяют так называемое обжорное золение, которое проводят в водном растворе гидроксида кальция (10-12 г/дм ³), а в случае особо мягких эластичных кож концентрацию гидроксида кальция увеличивают до 18-22 г/дм ³. Известковые зольные жидкости при прочих равных условиях дают более мягкую кожу, чем сульфидные. Золение способствует лучшему протеканию последующих процессов, например, при увеличении продолжительности золения возрастает поглощение дермой соединений хрома. Степень прозоленности голья определяется по степени его упругости: при надавливании пальцем не должно оставаться следа. Неправильное проведение золения может привести к появлению на кожах: подседа (характеризуемого наличием коротких волосков на лицевой поверхности кожи), стяжки (зольной), садки лицевого слоя (проявляемой в виде трещин лицевой поверхности кож хромового дубления для верха обуви при растяжении ее пробником под углом 45°), рыхлости, отдушистости, известковых пятен (проявляющихся пятнами сероватого цвета на лицевой поверхности кож). Кроме того, возможно снижение прочности кож и лицевого слоя [49].

Далее шкуры промывают и подвергают мездрению, которое заключается в механическом удалении со шкур подкожно-жировой клетчатки (мездры), прирезей мяса и сала, что в последующем обеспечит более быстрое и равномерное протекание жидкостных обработок. Мездрение может проводиться как в сырье, так и в голье. С точки зрения равномерного протекания золения (диффузии щелочных реагентов в толщу дермы) и получения полуфабриката с гладкой лицевой поверхностью с наиболее разволокненной структурой не следует пренебрегать мездрением в сырье. Однако мездрение в сырье не обеспечивает чистоту бахтармы полуфабриката, поскольку после золения в результате щелочного набухания могут вскрыться не мездренные участки. После мездрения крупные шкуры (бычок, яловка, бычина и т.д.) подвергаются двоению на двоильных машинах. В настоящее время двоение проводят либо в голье, либо после хромового дубления (в полуфабрикате). Кожа, выработанная из двоеного голья, имеет меньшую стяжку и борушистость (утолщенные грубые складки на воротке шкуры), высокую прочность лицевой поверхности. Двоение в голье повышает выход кож по площади на 5-6 %. При двоении полуфабриката повышаются выход бахтармянного спилка и его равномерность, улучшаются производственные условия. Вместе с тем двоение дубленого полуфабриката имеет и недостатки: удлиняются процессы обеззоливания, пикелевания, хромового дубления, увеличивается расход дубящих солей хрома. Основными дефектами, наиболее часто встречающимися при двоении голья и дубленого полуфабриката, являются: толщина материала после двоения ниже требуемой (перепил, глубокое двоение), недостаточная глубина двоения, неравномерное двоение.

На некоторых кожевенных заводах при производстве кож хромового дубления выдубленный полуфабрикат до, а иногда после двоения разрезают на две части по хребтовой линии и далее обрабатывают в полукожах. В производстве кож для низа обуви и шорно-седельных кож проводят разделение на топографические участки: вороток, пола и чепрак (чепракование), что позволяет более рационально использовать кожи в соответствии с толщиной и свойствами каждого участка.

2.3 Преддубильно-дубильные процессы и операции

Далее проводятся преддубильные и дубильные процессы и операции. Первым процессом является промывка, которая необходима для удаления свободного гидроксида кальция. После чего для нейтрализации избыточной щелочности дермы, удаления гидроксида кальция и устранения нажора осуществляется процесс обеззоливания. В результате голье приобретает мягкость, пластичность, удаляются продукты распада межволоконных белков и коллагена, дерма становится воздухопроницаемой. В практике кожевенного производства для обеззоливания голья используют аммонийные соли (обычно сульфат аммония), хотя ряд методик рекомендует применять органические кислоты, например, молочную. Преимущественное применение для обеззоливания сульфата аммония основано на том, что в процессе гидролиза этого соединения образуется серная кислота, оказывающая нейтрализующее действие. Кроме того, при обеззоливании сульфатом аммония образующийся гидроксид аммония не вызывает нажора голья и сохраняет его мягкость, при этом гидроксид аммония легко улетучивается. Так как система равновесная, серная кислота образуется постепенно, по мере ее расходования на нейтрализацию щелочи, и процесс автоматически регулируется. Как правило, сульфат аммония берется в избытке с целью предотвращения образования труднорастворимого сульфата кальция (СаSO ₄). При избытке сульфата аммония образуется двойная соль сульфата аммония и кальция (СаSO ₄(NH ₄) ₂SO ₄), растворимость которой в сотни раз выше, чем растворимость сульфата кальция. Наиболее характерными отклонениями при проведении обеззоливания являются: недостаточное обеззоливание - такое отклонение впоследствии может привести к дубной стяжке; слишком глубокое обеззоливание - приводит к тому, что кожи получаются рыхлыми, с отдушистой лицевой поверхностью и с низкими показателями прочности.

Совместно с обеззоливанием проводится процесс мягчения, который заключается в кратковременной обработке обеззоленного голья ферментными препаратами. В результате такой обработки происходит более глубокое разделение структурных элементов дермы, ее лицевая поверхность приобретает эластичность и тягучесть. В качестве ферментных препаратов используют продукты животного и искусственного происхождения, содержащие в своем составе протеолитические ферменты (протеазы), действующие главным образом на белки. Из ферментных препаратов животного происхождения широкое применение нашли препараты на основе поджелудочной железы крупного рогатого скота - технический панкреатин и оропон. Искусственные ферментные препараты получаются при выращивании микроорганизмов на определенной питательной среде. В нашей стране широко используется препарат протосубтилин Г-Зх. Интенсивность действия ферментов на голье характеризуется их активностью. Для удобства дозировки мягчильных препаратов активность рассчитывают на 1 г и выражают в единицах на грамм (ед./г) [50]. При недостаточном мягчении получается голье с грязной, менее пластичной и шероховатой лицевой поверхностью, при надавливании на поверхность пальцами на ней не остаются отпечатки. Кожи, полученные из такого голья, жесткие и плоские, со слабой на разрыв лицевой поверхностью. Слишком глубокое мягчение делает голье чрезмерно пластичным и дряблым, а готовые кожи - рыхлыми, отдушистыми и слабыми на разрыв.

При производстве кож из свиного сырья и шкур овец, содержание жировых веществ в которых составляет 15-20 %, проводится процесс обезжиривания. Значительное содержание жира может отрицательно сказаться на проведении последующих процессов и операций.

Следующим технологическим процессом является пикелевание, оно заключается в обработке голья кислотно-солевым раствором (пикелем). При пикелевании происходит дополнительное разделение структуры дермы, что в последующем способствует мягкости кожи. Наиболее характерными отклонениями при проведении пикелевания являются недостаточная пропикелеванность и перепикелеванность полуфабриката.

Дубление - это процесс, состоящий из ряда физико-химических явлений и протекающий в две стадии. Первая стадия включает диффузию дубителя в толщину голья, а вторая - непосредственное взаимодействие дубителя с молекулами коллагена. В целом процесс дубления представляет собой связывание молекул коллагена частицами дубителя (поперечное сшивание молекул). Основные пороки при некачественном проведении процесса дубления: жесткость кожи, непродуб внутреннего слоя кожи, дубная стяжка, садка лицевого слоя, хромовые пятна. Контроль дубления осуществляют по показателю температуры сваривания.

Дубящие вещества классифицируются по двум группам [51]:

1) органические (таниды, альдегиды, жиры);

2) минеральные (титановые, хромовые, циркониевые и алюминиевые соединения).

В настоящее время при производстве кож широко используется хромовое дубление. В качестве дубителей применяются комплексные соединения хрома со степенью окисления + 3 и координационным числом 6, в составе которых содержится гидроксильная группа - ОН ^-. Соединения хрома со степенью окисления + 6 дубящей способностью не обладают, но являются токсичными веществами. Скорость связывания соединений хрома с коллагеновыми волокнами зависит от его основности. Основность хромового комплекса характеризуется числом связанных с атомом хрома групп - ОН ^-, отнесенным к степени окисления. Соединения хрома низкой основности имеют способность проникать внутрь дермы, но не образуют прочного соединения с коллагеном. По мере повышения основности солей хрома возрастает их сродство к коллагеновым волокнам, однако одновременно уменьшается скорость их проникания в дерму. Поэтому, чтобы получить равномерно продубленный продукт, на первом этапе дубления необходимо применять низкоосновные соли хрома (III), а затем постепенно увеличивать их основность. Процесс дубления осуществляется во вращающихся барабанах. Длительность дубления зависит от сырья и используемой технологии производства. Достаточно продубленная кожа должна быть равномерно окрашена по всей толщине. Температура сваривания (Т _св) должна составлять не менее 100 °С. Хромовое дубление применяется в основном при получении кож для верха обуви.

Еще одним видом минерального дубления, но менее распространенным является алюминиевое дубление. Оно применяется в основном для выработки перчаточных кож (лайки). Лайка характеризуется высокой мягкостью и тягучестью. Для дубления применяются обычно алюминиевые квасцы, которые при гидролизе образуют дубящие основные соли алюминия. По сравнению с солями хрома дубящие основные соли алюминия дают слабый дубящий эффект (Т _св 75-80 °С).

Для получения кож белого цвета используется циркониевое дубление. Чисто циркониевое дубление в основном используют для выработки кож для верха обуви и галантерейных, а комбинированное (например, хромциркониево-синтановое) применяется при получении кож для низа обуви. Помимо белого цвета, данный вид дубления позволяет придать коже плотную структуру, высокую потоустойчивость, равномерность показателей износостойкости по площади кожи, повышенную устойчивость к старению. Необходимым условием для дубления является низкий рН (рН = 2), так как при высоком рН циркониевые комплексы укрупняются и плохо проникают в структуру дермы, поэтому полуфабрикат предварительно пикелюют. В настоящее время вместо пикелевания используют предварительное хромирование.

Титановое дубление во многом схоже с циркониевым. И кожи, полученные титановым дублением, имеют в основном качество, сходное с кожами циркониевого дубления.

Среди органических дубителей наибольшее распространение получило танидное дубление, для которого используются растительные таниды и синтетические таниды (синтаны). Сырьем для получения растительных танидов служат растительные экстракты, содержащие дубящие вещества (например, ива, ель, дуб, квебрахо). Сырьем для получения синтанов служат фенолы, резорцин, нафталин (например, СПС, ПС, резотан и т.д.). Таниды придают коже ряд ценных свойств: повышенную толщину и пластичность. Они применяются главным образом при выработке кож для низа обуви. В настоящее время из-за низкой термостойкости и износостойкости чисто танидное дубление не применяют. Танидное дубление обычно комбинируют с хромовым, титановым и циркониевым.

Кроме танидного, среди кож органического дубления выделяют жировое дубление и альдегидное дубление. При жировом дублении голье обрабатывают жирами, содержащими непредельные жирные кислоты. К ним относятся жиры морских животных (тюленей, кашалотов и рыб). Жировое дубление применяется для выработки одного вида кожи - замши. Жировое дубление придает коже высокую водостойкость и мягкость. При соприкосновении с водой замшевая кожа вначале пропускает ее, но по мере набухания становится водонепроницаемой. Это свойство позволяет также применять замшу в качестве специальных фильтров [52].

Альдегидное дубление не получило широкого распространения из-за своей токсичности, кроме того, кожи формальдегидного дубления получаются тонкими.

В настоящее время производители используют комбинации различных дубителей с целью придать коже полезные качества каждого вида дубления. Наибольшее распространение для выработки кож для низа обуви получили следующие виды комбинированного дубления: ХР (хромрастительное), ХТС (хромтитаносинтановое).

После завершения дубления полуфабрикат промывают, а затем для более полного связывания дубителей, оставшихся в структуре кожи, проводят пролежку (стеллаж, поддон). Далее полуфабрикат отжимают и с целью выравнивания по толщине проводят двоение и/или строгание. Основные дефекты, возникающие при строгании: несоответствующая толщина полуфабриката (выше или ниже нормы), неравномерность строгания (выражается в появлении на бахтарме полуфабриката параллельных борозд ("лестниц") разной глубины).

2.4 Красильно-жировальные процессы и операции

После строгания осуществляется блок красильно-жировальных процессов и операций. При необходимости хранения полуфабриката вет-блю его подвергают высушиванию, в этом случае проведение красильно-жировальных процессов требует предварительного размачивания полуфабриката. Если технологический процесс не прерывался и полуфабрикат сохраняет свою влажность (40 %) то в дальнейшем проводится додубливание соединениями хрома. Необходимость проведения додубливания связана с тем, что в результате строгания могут вскрываться непродубленные участки дермы, что приводит к снижению температуры сваривания. Кроме того, додубливание необходимо для обеспечения одинаковой окраски кож, скомплектованных из разных партий, равномерной окраски кож по площади в случае обработки местами подсохшего полуфабриката в связи с уменьшением величины положительного заряда при его сушке. Эта обработка увеличивает положительный заряд дермы и способствует более полной сорбции и фиксации в ней анионных красителей и жирующих веществ. После додубливания проводится нейтрализация, целью которой является снижение кислотности кож. Для нейтрализации обычно используют растворы с pH не более 9, так как при pH > 9 хромовые комплексы разрушаются и происходит раздубливание кожи. В качестве нейтрализующих веществ используются: бикарбонат натрия, карбонат натрия, оксалат натрия, тетраборат натрия (бура), гидрофосфат натрия. Для равномерности нейтрализации рекомендуется применять буферные смеси, состоящие, например, из аммиака и аммонийных солей с pH 7-8. При таком значении pH кислота, связанная с коллагеном, удаляется без изменения хромового комплекса. Наиболее характерные отклонения при проведении нейтрализации: недостаточная степень нейтрализации, слишком глубокая нейтрализация. Нейтрализация дополняется предварительной промывкой для удаления легко вымывающегося избытка кислоты. Промывка выполняется также после нейтрализации для удаления солей, образующихся во время нейтрализации. Недостаточная промывка (до и после нейтрализации) приводит к появлению налета солей на лицевой поверхности кожи. Обычно солевые пятна возникают на полуфабрикате после сушки, иногда спустя несколько дней после отделки, что объясняется миграцией солей в покрывную композицию. В отличие от жирового налета, который мгновенно впитывается в кожу и исчезает, минеральный налет при нагревании спичкой или при горячем прессовании кож не исчезает. Таким образом, определяют природу налета на коже.

Сразу же после нейтрализации и промывки проводится барабанное крашение для придания полуфабрикату необходимой окраски. Для крашения кож обычно применяют анионные кислотные и прямые красители. Кислотные красители являются натриевыми солями ароматических сульфокислот. Они окрашивают материалы, содержащие в своем составе основные группы, к которым можно отнести и коллаген дермы в кислой среде. Прямые красители представляют собой также натриевые соли ароматических сульфокислот и по химической природе аналогичны кислотным, но молекулярная масса прямых красителей обычно больше, чем кислотных. Иногда при крашении применяют основные красители, являющиеся солями органических оснований, образующие соли с карбоксильными группами белков и позволяющие получить очень яркие и чистые окраски, однако недостаточно устойчивые к действию света и мокрому трению. Для крашения кож используются также специальные катионные красители всех цветов, дающие яркую светоустойчивую окраску.

Процесс крашения полуфабриката можно разделить на четыре стадии:

1) диффузия красителя из раствора к поверхности волокнистого материала;

2) сорбция красителя наружной поверхностью волокна;

3) диффузия красителя внутрь волокна;

4) связывание красителя с волокном.

Наиболее характерные отклонения при проведении крашения: поверхностное окрашивание, слишком большая глубина проникания красителей в полуфабрикат.

Следующим процессом, как правило, является жирование. Жирование - это процесс, способствующий повышению их мягкости, пластичности, водостойкости. Применяют два способа жирования: водными эмульсиями жирующих веществ и расплавами жиров. Кожи хромового дубления различного назначения жируют водными эмульсиями жирующих веществ, а в случае кож для низа обуви и комбинированного дубления используют расплавы жиров. Дефекты, которые могут появиться при неправильном проведении процесса жирования: жесткость кожи, недостаточно прожированный полуфабрикат, жировые налеты (пятна серо-белого цвета, появляющиеся на лицевой поверхности полуфабриката при недостаточной нейтрализации полуфабриката).

Выдубленный соединениями хрома полуфабрикат отличается рыхлостью и тягучестью. Для придания кожам комплекса заданных свойств полуфабрикат додубливают дубителями-наполнителями минерального и органического происхождения, также применяют синтаны. Они уплотняют лицевой слой кожи, снижают отдушистость, увеличивают прочность, повышают наполненность и жесткость кож. Синтетические дубители оказывают подобное действие на кожи, но в меньшей степени. По сравнению с растительными, синтетические дубители обладают меньшей вяжущей способностью, поэтому в меньшей степени повышают жесткость кож. Использование растительных дубителей позволяет в полной мере сохранить при откатке в барабане искусственную мерею кож. Совместное использование синтетических дубителей с растительными позволяет регулировать pH растворов без осаждения таннидов. Особая роль в додубливании и наполнении кож хромового дубления смесями растительных и синтетических дубителей состоит во взаимном усилении эффекта дубления. Наиболее характерными нарушениями при проведении додубливания и наполнения являются: жесткость, садка, отдушистость и рыхлость кожи.

Далее проводят пролежку.

2.5 Сушильные процессы и операции

Начинаются сушильные процессы с одной из важнейших механических операций кожевенного производства отжима-разводки. Целью разводки являются ликвидация морщин и складок, выравнивание кожи по стяжке и частичное увеличение ее площади. Одними из важнейших условий успешного проведения разводки являются оптимальная и равномерная влажность кож и правильно подобранный прижим. Основные дефекты, наиболее часто встречающиеся при разводке: недостаточная разводка, слишком сильная разводка.

Сушка занимает важное место в производстве кож различных видов. Значение ее как технологического процесса заключается не только в том, что с помощью сушки из полуфабриката краст удаляется то или иное количество воды, но и в том, что в результате этого процесса меняются структурно-механические и физико-химические свойства кож. Неправильное проведение сушки (недостаточная сушка, слишком интенсивная сушка, неравномерное высушивание) приводит к повышению отдушистости, жесткости и возникновению других пороков кож.

На режим проведения сушки оказывают влияние различные технические и технологические факторы, поэтому режим определяется индивидуально. На практике, как правило, сушку осуществляют двумя способами:

1) вакуумная сушка и конвективная сушка в свободном состоянии или тоннеле;

2) конвективная сушка в фиксированном состоянии.

Вакуумная сушка основана на физическом принципе, согласно которому вода испаряется при низком давлении и определенной температуре (чаще 40-45 °С). Полуфабрикат краст расстилается на плите и высушивается до определенной влажности (28-30 %) в зависимости от вида выпускаемой кожи, после чего проводятся по необходимости пролежка и второй этап - конвективная сушка. Сущность конвективного способа сушки состоит в том, что под влиянием тепла, подведенного к материалу потоком воздуха, или в естественных условиях влага испаряется и в виде водяного пара переходит в окружающий воздух. Полуфабрикат краст высушивается до влажности 12-16 % и снова отправляется на пролежку для равномерного распределения влаги. Конвективная сушка в фиксированном состоянии состоит в том, что кожу фиксируют на раме, которая раздвигается в центре для увеличения выхода кож по площади. В таком состоянии она в тоннеле обдувается потоком теплого воздуха и высушивается до влажности 12-16 %.

Далее следует тяжка, целью которой является придание высушенному полуфабрикату краст необходимой мягкости и эластичности. В процессе тяжки полуфабрикат краст подвергается механическим воздействиям (растяжению и изгибу). Основные дефекты, наиболее часто встречающиеся при тяжке: жесткость и отмин.

Затем проводится разбивка (по необходимости) для придания полуфабрикату краст повышенной мягкости и эластичности. Основные дефекты, возникающие при разбивке: чрезмерная рыхлость, отдушистость и жесткость.

В производстве кож повышенной мягкости (эластичных) после разбивки в барабане полуфабрикат краст подвергают тяжке и растяжке в рамной сушилке. Основные дефекты, возникающие в процессе растяжки: слишком высокая влажность (более 16 %), низкая влажность (менее 12 %), недостаточное растяжение на рамах, чрезмерное растяжение на рамах.

Следующей операцией является шлифование. Шлифование относится к наиболее сложным механическим операциям отделки. Оно заключается в удалении слоя полуфабриката краст с лицевой стороны или бахтармы с помощью мелкозернистого абразивного материала. В зависимости от цели операции определяется способ ее проведения. Лицевую сторону полуфабриката краст шлифуют с целью устранения мелких лицевых пороков или удаления всей лицевой поверхности, как это требуется в случае производства облагороженных кож. Интенсивность шлифования полуфабриката краст оказывает существенное влияние на эффект облагораживания и на сортность кожи. Шлифование полуфабриката краст с бахтармянной стороны обеспечивает выравнивание его по толщине и придание поверхности бархатистости. Основные дефекты, возникающие в процессе шлифования: слишком глубокое шлифование, недостаточно глубокое шлифование, неравномерное шлифование лицевой поверхности полуфабриката краст. Кроме того, возможны порезы и пропуски в виде повторяющихся нешлифованных участков (неровный ворс).

После шлифования полуфабрикат краст содержит значительное количество пыли, которая может осложнить проведение последующих процессов, особенно покрывного крашения. Часть этой пыли удаляется с помощью щеток и вентиляторов непосредственно на шлифовальных машинах, для удаления оставшейся части применяют специальные машины. В настоящее время широко распространены шлифовально-обеспыливающие агрегаты. Основным дефектом, наиболее часто встречающимся при обеспыливании, является недостаточное обеспыливание полуфабриката краст.

2.6 Отделочные процессы и операции

Среди всего цикла отделочных процессов покрывное крашение кож занимает центральное место. Покрывное крашение заключается в нанесении на лицевую поверхность полуфабриката краст 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. Проводят покрывное крашение кож, как правило, с помощью проходных агрегатов.

Покрытие на коже является многослойным, оно формируется из нескольких слоев покрывных композиций: пропитывающий грунт, непигментированный грунт, пигментированный грунт, покрывная краска, закрепляющий слой. Покрывное крашение шлифованных кож начинается с предварительной подготовки их поверхности - нанесения пропитывающего грунта. Назначение пропитывающего грунта - скорректировать впитывающую способность кожи, создать необходимую подложку для последующего цветного покрытия, предотвратить отмин и отдушистость. Пигментированный грунт придает поверхности кожи необходимый цвет, выравнивает микронеровности, полосы от шлифования. Он должен только слегка проникать в кожу, поэтому имеет повышенную вязкость. Покрывная краска придает коже красивый внешний вид, устойчивость к трению, к действию повышенной температуры. Закрепляющий слой - это 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.

В большинстве случаев завершающей операцией является прессование, однако оно может проводиться как на промежуточном этапе, так и осуществляться многократно. В результате прессование выравнивает лицевую поверхность кожи, придает ей блеск и красивый внешний вид, а также повышает адгезию покрытия к коже. Основные дефекты кож, наиболее часто встречающиеся при прессовании и тиснении: матовость покрытия или матовые пятна, прилипание пленки покрытия к поверхности плиты пресса, повышение жесткости кожи, резкое уменьшение толщины кожи, отпечатки войлочной подкладки пресса на покрытиях, складки на готовых кожах, появляются в результате небрежной укладки их под пресс.

2.7 Характеристика готовой кожи

В таблице 2.1 приведен ассортимент натуральных кож, характерный для отечественных производителей.

Таблица 2.1 - Ассортимент натуральной кожи по производственному назначению

Наименование	Назначение	Используемое сырье (вид дубления)
Обувная кожа	Кожа для производства различных видов обуви	Для производства кож для верха обуви используются шкуры КРС, свиней, коз, овец, лошадей, верблюжат (хромовый метод дубления). Для производства кож для низа обуви применяются шкуры КРС, верблюдов, свиней (комбинированный метод дубления)
Галантерейная и одежная кожа	Кожа, предназначенная для пошива верхней одежды, головных уборов, ремней, перчаток, сумок, портфелей, кошельков и различных аксессуаров.	Для производства кож для одежды и головных уборов используются шкуры овец, коз, свиней (хромовый метод дубления). Для производства галантерейных кож применяются шкуры КРС, свиней, лошадей, верблюжат, коз, оленя, морзверя, (растительный, хромовый или комбинированный методы дубления)
Мебельная и автомобильная кожа	Кожа для обивки мебели и перетяжки автомобильных салонов	Чаще всего используются шкуры КРС (хромового и бесхромового методов дубления)
Шорно-седельная кожа	Прочная толстая кожа для изготовления снаряжения для конного спорта, пошива ножен, футляров, ремней, собачьих ошейников и прочих аксессуаров	Применяются шкуры КРС, конские и свиные (комбинированного метода дубления), а также некоторые виды сыромяти (метод выработки - солевой)
Техническая кожа	Кожа, применяемая для производства различных деталей технического назначения, а также специального снаряжения	Используются шкуры КРС (растительного, хромового или комбинированного метода дубления)

Кожи, полученные в результате производства, должны соответствовать требованиям нормативной документации. В нашей стране для каждого вида кожи разработаны ГОСТы (технические условия), в которых подробно прописаны требования к готовой продукции. Нормы химических и физико-механических показателей различных видов кож представлены в таблице 2.2 [53-58].

Таблица 2.2 - Нормы химических и физико-механических показателей различных видов кож

Наименование показателя	Норма
	Кожа для верха обуви ГОСТ 939-88 (яловка, бычина, бугай) [53]	Шорно-седельная кожа ГОСТ 1904-81 (для видов П, К-С, Л, К (целые кожи, чепраки, рыбки) [54]	Кожа для одежды и головных уборов ГОСТ 1875-83 [55]	Кожа галантерейная ГОСТ 15091-80 [56]	Юфть для верха обуви ГОСТ 458-82 [57]	Кожа подкладочная ГОСТ 940-81 [58]
Массовая доля влаги, %	10-16	11-17	10-16	10-16	10-16	10-16
Массовая доля оксида хрома, %, не менее	4, 3 (для шевро)	0,9-1,8 (для кож РХС)	3,6	3,0	не более 1,1 (для РХС)	0,6-2,0 (для всех видов кож комбинированного дубления)
Число продуба, %	-	42-53 (для кож РХС)	-	-	не менее 34 (для кож РХС)	5-10 (для свиных кож)
Массовая доля веществ, экстрагируемых органическими растворителями, %	3,7-10	6-11	6-14 (для кож из шкур овец и свиней)	3,5-10,0	22-28	не менее 3,7
Массовая доля веществ, экстрагируемых органическими растворителями, после обработки пылью, %, не менее	-	-	-	-	13	-
Массовая доля водовымываемых веществ, %	-	7	-	-	не более 5	-
Массовая доля золы, %, не более	-	-	-	-	3,5	-
Гигротермическая устойчивость, %, не менее	-	70	-	-	-	-
рН хлоркалиевой вытяжки	-	4,0-5,5	-	-	4,0-5,5	-
Предел прочности при растяжении, МПа, не менее	15	14-22,5	12 (для кож из шкур овец и свиней)	10 (по партии)	16 (для КРС)	1,4 (для опойка, выростка, полукожника, яловки легкой)
Напряжение при появлении трещин лицевого слоя, МПа, не менее	13	-	-	-	15 (для КРС)	-
Удлинение при напряжении 10 МПа, %	20-40	10-17	30-50 (для кож из шкур овец и свиней)	20-35 (яловки средней и тяжелой, бычины, бугая, кож из воротков, нубука, велюра)	18-30	15-35 (для прочих видов кроме овчины)
Устойчивость покрытия к многократному изгибу, баллы, не менее	3	-	-	-	-	-
Адгезия покрывной пленки, не менее, Н/м к сухой коже:		-	-	-	-	-
а) с естественной лицевой поверхностью;	100
б) со шлифованной лицевой поверхностью к мокрой коже;	200
а) с естественной лицевой поверхностью;	50	-	-	-	-	-
б) со шлифованной лицевой поверхностью	70
Устойчивость окраски (по шкале серых эталонов) не менее, по партии:	-	-	-		-
- к сухому трению;				4		5
- к мокрому трению				3		4
Водопроницаемость после обработки пылью по партии, мл/см 3 ч, не более	-	-	-	-	1,0	-
Гигротермическая устойчивость после обработки пылью, по партии, не менее	-	-	-	-	80	-

2.8 Экономические аспекты применяемых технологий

На основании всего вышесказанного можно отметить, что в настоящее время существует огромное количество различных материалов и технологий, позволяющих получать кожевенные материалы разнообразного назначения. Естественно, что себестоимость обработок будет значительно отличаться, и каждый производитель сам определяет направление развития своего предприятия, выбирая свой сегмент рынка.

Как уже говорилось выше (1.1 раздел), наблюдается тенденция к перемещению производства полуфабриката вет-блю на восток (в том числе и в Россию) [59]. Этот факт заставляет разрабатывать и вводить новые регулирующие нормы для защиты национальных экологических интересов. В 2019 году все крупные предприятия в стране, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду, должны были запустить проекты по модернизации производства, нацеленные на улучшение экологии [60]. В приоритете программы, которые позволяют минимизировать расход энергоресурсов, снизить количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и улучшить степень очистки сточных вод. Подобные преобразования, несомненно, требуют дополнительных финансовых затрат, что не может не отразиться на себестоимости продукции. Поэтому только крупным индустриальным предприятиям, экономически целесообразно строительство современных очистных сооружений или комплексов по переработке отходов. Применяя такие комплексы, заводы не просто смогут окупить вложенные инвестиции, но и получат существенную экономию. В свою очередь малым предприятиям выгоднее кооперироваться с действующими перерабатывающими комплексами, а в случае их отсутствия - проводить захоронение отходов на специальных полигонах.

Экологические аспекты кожевенного производства представляют собой целый комплекс значимых задач, однако при этом нельзя не отметить проблем качества отечественной продукции. Анализ качества кож отечественного и зарубежного производства позволяет заключить, что отечественная кожа особенно уступает по показателям, формируемых на этапе отделочных процессов и операций. Для достижения мирового уровня отечественным производителям необходимо особенно заострить свое внимание не столько на выделке, сколько на отделке кож. Безусловно, это потребует существенных экономических затрат.

Таким образом, на основании выше изложенного можно заключить, что на пути развития кожевенного производства лишь грамотное сочетание экономических затрат, направленных на экологическую составляющую, а также компоненту повышения качества готовой продукции позволит вывести отечественное производство на лидирующие позиции на мировом кожевенном рынке.