Общие сведения об изделиях из кожи

ТЕМА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗДЕЛИЯХ ИЗ КОЖИ И МАТЕРИАЛАХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Ассортимент, конструкции и работа деталей обуви
С изучения материаловедения начинается цикл специальной подготовки инженера-технолога и инженера-технолога-кон¬структора, поэтому курс материаловедения начинают общими сведениями об изделиях из кожи.
До середины XX в. термин «изделия из кожи» относили к изделиям лю-бого назначения, изготовленным из натуральной кожи: к обуви, шорно-седельным (хомуты, седла и другое кон¬ское снаряжение), техническим (манжеты, прокладки, гонки и др.), кожгалантерейным (перчатки, сумки, ремни и др.).
Создание полимерных материалов, по ряду свойств превос¬ходящих кожу, и дефицит кожевенного сырья привели к тому, что ныне под изделиями из кожи понимают только обувь и кожгалантерейные изделия. Этот термин весьма условен, так как при производстве обуви и особенно кожгалантерейных из¬делий кроме кожи широко применяют синтетические материа¬лы, ткани, металлы, дерево и др.
Требования, предъявляемые к материалам, в значительной степени зависят от назначения изделий, их конструкций, рабо¬ты деталей и узлов, по-этому изучение курса начинают с озна¬комления с ассортиментом, конструк-циями и работой деталей этих изделий.
Обувь является наиболее массовым изделием из кожи, где для некото-рых деталей (например, для верха) кожа остается еще превалирующим ма-териалом.
Однако не всю обувь относят к изделиям из кожи, а только так называе-мую кожаную. Этот термин также условен, так как понятие «кожаная обувь» распространяется на обувь с верхом из натуральной кожи, синтетических и искусственных кож, тек¬стильных и комбинированных и низом из кожи, резины, раз¬личных термопластичных материалов.
Кроме кожаной обуви изготовляется также спортивная рези-нотекстильная (типа кед), цельнорезиновая и валяная, которые к изделиям из кожи не относятся, поэтому в данном курсе не изучаются. Обувь классифици-руют по многим признакам.
По назначе¬нию обувь делят на повседневную, модельную, домашнюю, до¬рожную, пляжную, для активного отдыха, для людей пожилого возраста, спортивную, специальную, производственную, орто¬педическую, профилактическую.
В зависимости от материала верха различают обувь с вер¬хом из кожи, текстильных материалов, искусственных и синте¬тических кож, комбинированным.
По материалу подошвы обувь может быть с подошвой из кожи, рези-ны, пластиков (поливинилхлорида, термопластичного эластомера, полиуретана и т. п.), дерева, войлока.
По высоте заготовки верха обувь делят на полуботинки, туфли, бо-тинки, полусапоги, сапоги, сапоги с удлиненными го¬ленищами.
Детали низа обуви прикрепляют к заготовке верха различ¬ными химическими (литьевой, горячая вулканизация, клеевой), механическими (ниточный, гвоздевой и т. д.) или комбиниро¬ванными (например, гвоздеклеевой) методами.
По половозрастным группам обувь делят на пинетки, детскую (гусарики, дошкольную, школьную для девочек, школьную для мальчиков, девичью, мальчиковую), женскую и мужскую.
Конструкция обуви характеризуется формой, числом, взаим¬ным распо-ложением и характером соединения деталей.
Детали обуви делят на детали верха и низа, которые в свою очередь разделяют на наружные, внутренние и промежуточные.
Наружные детали расположены с внешней стороны обуви, внутренние прилегают к стопе, а промежуточные находятся между внутренними и наружными деталями.
Рассмотрим конструкции основных видов обуви
а) б)
Рис.2 Сапоги а) женские, б) мужские
Сапоги (рис. 2) – обувь, голенища которой закрывают тыльную сторону стопы и голень.
По конструкции верха различают сапоги вытяжные, верх которых отформован из одной детали, и прикройные.
К наружным деталям верха прикройных сапог относят перед 1, голе-нище 2, задинки 5, задние наружные ремни 3, прошву 4.
Перед закрывает пальцы и тыльную поверхность плюсны стопы.
Голенище закрывает голень, иногда часть ее, а задинки – пяточную часть стопы.
Задний наружный ремень укрепляет шов, соединяющий зад¬ние края голенищ и задинок.
Прошва представляет собой узкую полоску материала, про-кладываемую между сшиваемыми задними краями голенищ или задинок.
К внутренним деталям верха сапог относят футор, поднаряд, подшивку, задние внутренние ремни, ушки, подушечники.
Футор, поднаряд и подшивка являются деталями подкладки, по форме и размерам соответствующими голенищу, переду и верхней части голенища.
Задние внутренние ремни предохраняют от износа задний шов.
Ушки, пристрачиваемые в виде петли к голенищам, служат для удобст-ва надевания сапог.
Подушечник представляет собой деталь, настрачиваемую на нижнюю часть ушка и обеспечивающую надежное скрепление ушка с голенищем.
Ботинки закрывают лодыжку или доходят до начала икры (рис. 3).
Рис. 3. Детали ботинка:
1– подносок; 2 – подкладка; 3 – закрепка; 4 – язычок; 5 – подблочник; 6 – штаферка;
7 – задний наружный ремень; 8 – берец; 9 – задинка; 10 – задник; 11 – каблук;
12 – союзка; 13 – подошва; 14 – простилка; 15 – основная стелька; 16 – вкладная стелька
Полуботинки имеют берцы ниже лодыжки, а заготовка верха закрывает всю тыльную часть стопы (рис. 4).

Рис.4 Полуботинки Рис.5 Туфли
Туфли имеют берцы ниже лодыжки и больший вырез в передней части, чем полуботинки (рис.5).
При большом разнообразии конструкций ботинок, полуботинок и туфель они состоят из сочетания следующих наружных деталей верха: союзок, носков, язычков, вставок, берцев, окантовок (см. рис. 3).
Союзка – деталь, закрывающая тыльную поверхность плюсны стопы.
Носок – деталь, закрывающая тыльную поверхность паль¬цев стопы.
Берцы закрывают тыльную поверхность пяточной части стопы.
Вставки – это пристрачиваемые к союзке части.
Окантовочная деталь верха обуви – тесьма или полоска материала для отделки ее видимых краев.
Внутренними (подкладочными) деталями указанных видов обуви являются подблочники, подкрючечники, штаферки.
Подблочники и подкрючечники применяют для увеличения прочности закрепления блочков и крючков на берцах.
Штаферки служат для укрепления верхнего канта заготовки
К промежуточным деталям верха относят межподкладку, боковинки, межподблочники, задники, подноски.
Межподкладка представляет собой комплект деталей, слу¬жащих для повышения формоустойчивости верха. Боковинки выполняют ту же функцию в геленочно-пучковой части обуви.
Межподблочники прокладывают между верхом и подклад¬кой обуви для надежного закрепления блочков.
Задник устанавливают в пяточной части обуви для сохране¬ния ее фор-мы.
Подносок, расположенный в носочной части обуви, сохраня¬ет ее форму и защищает пальцы стопы от ударов.
К наружным деталям низа обуви относят подошву, подмет¬ку, обводку, несущий и накладной рант, каблук, набойку.
Подошва – деталь, расположенная под всей плантарной по¬верхностью стопы.
Подметка, по форме и размерам соответствующая носочно-пучковой части подошвы, служит для увеличения срока службы подошвы.
Обводка – полоска кожи или искусственной кожи, которую прикрепляют к краю неходовой поверхности подошвы для обес¬печения плотности прилегания к следу затянутой обуви.
Несущий рант применяют для скрепления подошвы со стель¬кой в обуви рантового метода крепления, а в обуви метода крепления «Парко» – для скрепления подошвы с верхом.
Накладной рант применяют для защиты шва, соединяющего подошву со стелькой в обуви доппельного и сандального мето¬дов крепления.
Каблук служит для подъема пятки стопы на определенную высоту.
Набойка – деталь, которую прикрепляют к набоечной по¬верхности каблука или пяточной части подошвы.
К внутренним деталям низа обуви относят основную и вкладную стельки, полустельку и подпяточник.
Основная стелька – деталь, к которой прикрепляют затяж¬ную кромку заготовки верха и детали низа обуви.
Вкладная стелька по форме и размерам соответствует ос¬новной, а полустелька – ее пяточно-геленочной части. Они служат для улучшения внутреннего вида и гигиенических свойств обуви. Такую же роль в пяточной части выполняет подпяточник.
К промежуточным деталям низа обуви относят простилки, геленки, платформы, подпяточники.
Простилка служит для заполнения пространства, ограниченного краями затяжной кромки следа затянутой обуви.
Геленок служит для увеличения формоустойчивости геленочной части низа обуви.
Платформа по форме и размерам соответствует подошве, улучшает теплозащитные свойства низа обуви, а в некоторых случаях повышает прочность его крепления.
Жесткий подпяточник служит для повышения прочности крепления каблука, а мягкий подпяточник — для улучшения комфортности стопы.
В процессе эксплуатации детали обуви испытывают воздействия как от стопы носчика, так и от внешних атмосферных, механических и прочих факторов и т д.

1.2. Общие требования к материалам для изделий из кожи
Изделия, используемые человеком, должны обладать определенным комплексом свойств. Качество изделия оценивает¬ся соответствием этого комплекса свойств требованиям потре¬бителя.
Качество есть определенность предмета, отличающая его от других предметов. Качество проявляется в свойствах. Свойство – внешнее выражение качества данного предмета по отношению к другим предметам. Качество проявляется во многих свойствах. Так, подкладочные кожи характеризуются такими свойствами, как проч¬ность при растяжении и трении, эластичность, теплопроводность, влагопоглощение и т.п.
Понятие «качество продукции» связано с ее полезностью, способностью удовлетворять потребности людей.
Кроме того, большое значение для оценки качества имеют показатели, характеризующие соответствие параметров изготовляемой продукции требованиям государственного стандарта. Для обуви такими показателями качества являются прочность крепления подошвы и каблука, прочность швов заготовки верха, толщина деталей верха и низа обуви, жесткость носка и задника, водопроницаемость.
Свойства продукции тесно связаны между собой и зависят Друг от дру-га. Изменение одних свойств сопровождается изменением других; в ряде случаев улучшение одних свойств может привести к ухудшению других, поэтому важны оптимальные соотношения свойств изделия.
Показатели качества продукции – это количественные характеристики свойств, входящие в состав ее качества и рассматриваемые применительно к определенным условиям ее создания, эксплуатации или потребления.
В ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции. Основ¬ные понятия. Термины и определения» имеется следующее опре¬деление: «Качество продукции есть совокупность свойств продук¬ции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определен¬ные потребности в соответствии с назначением». В этом же ГОСТе предусмотрены единичный, комплексный, интегральный и базо¬вый показатели качества продукции. Номенклатура показателей качества продукции, общая для различных отраслей промышлен¬ности, определена в ГОСТ 22851-77 «Выбор номенклатуры пока¬зателей качества продукции. Основные понятия». Она включает в себя следующие показатели качества продукции:
надежность – вероятность безотказной работы продукции в течение установленного интервала времени при определенных ус¬ловиях и режиме работы;
долговечность – гарантийный срок эксплуатации продукции;
технологичность – трудо-, материало- и энергоемкость про¬дукции, распределение затрат на подготовку производства, изго¬товление и эксплуатацию продукции;
эргономические свойства – удобство и комфорт в процессе эксплуата-ции. Основными из них являются гигиенические и ант¬ропометрические;
эстетические свойства – внешний вид продукции (вырази¬тельность, оригинальность, композиционная целостность формы, соответствие ее среде и стилю);
стандартизация и унификация – насыщенность продукции стандартизированными и унифицированными частями (деталями).
В квалиметрии – науке о качестве – качество рассматривается как некоторая иерархическая совокупность свойств, важных для потребителя данного продукта труда. При этом комплексный по¬казатель располагается на уровне 0 (нулевом) иерархической со¬вокупности свойств, а составляющие его свойства на уровне I. В свою очередь каждое из свойств уровня 1 может состоять из не¬которого числа еще менее общих свойств, лежащих на уровне II. Выделение еще более элементарных свойств может привести к III, IV и т.д. уровням до некоторого k-го уровня. При этом каждое свойство определяется показателем и весомостью.
Для каждого класса изделий (обувь, одежда, часы и т.д.) номенклатура показателей качества различна. На основе литера¬турных данных о свойствах и показателях, характеризующих мате¬риалы для изделий из кожи (работы В.А. Фукина, Г.И. Кутянина, В.П. Рохлина, Т.Т. Фоминой и др.), нами предложена развернутая иерархическая структура свойств и показателей качества этих ма¬териалов, фрагмент которой показан на схеме 1.

Схема 1. Развернутая иерархическая структура свойств и показателей качества материалов для изделий из кожи

Схема 2. Фрагмент иерархической структуры свойств и показателей качества ма-териалов для изделий из кожи

1.3. Общие требования к материалам для изделий из кожи
Изделия, используемые человеком, должны обладать опреде¬ленным комплексом свойств. Качество изделия оценивается со¬ответствием этого ком-плекса свойств требованиям потребителя.
На комплекс свойств изделий из кожи влияют конструкция, форма, жесткость, износостойкость и т. д. Материал проявляет свои свойства в свойствах изделия.
В требованиях потребителя к изделию отражены многие требования к материалу. Потребитель, например, хочет, чтобы верх обуви был мягким, а низ – износостойким, а это в основном определяется свойствами материалов. При проектировании изделия к свойствам материалов предъявляют опреде-ленные требования.
В соответствии с классификацией свойств материалов изде¬лий из кожи сформулированы и требования к ним. Требования к качеству материалов подразделяют на функционально-потребительные и производственно-экономические.
Функционально-потребительные требования состоят из эрго-номических, эстетических, экологических и надежности.
Изделия должны удовлетворять эстетическим потребностям человека, поэтому материалы для их изготовления должны обла¬дать эстетическими свойствами (цвет, блеск, фактура поверх¬ности, маркость и т. д.).
Экологические показатели характеризуют уровень вредных воздей-ствий на человека и окружающую среду, возникающих при изготовлении материала или эксплуатации изделия.
Пока¬затели надежности характеризуют способность изделия сохра-нять пригодное к потреблению состояние при хранении и в те¬чение длительного срока эксплуатации (работоспособность и долговечность).
Эрго¬номические требования должны обеспечить оптимальные условия эксплуатации изделия. Основными эргономическими свой¬ствами изделий являются физические, механические и гигиени¬ческие
Эргономические требования к материалам зависят от назна¬чения изде-лия. Например, к повседневной обуви предъявляются, прежде всего, требования надежности и ремонтоспособности. Их выполнение обеспечивается комплексом физических и меха¬нических свойств материалов, т. е. подбором более прочных, стойких к истиранию, изгибу и прорыву швом материалов, j.
Модельная обувь должна отличаться модным силуэтом, изяществом деталей, легкостью, гибкостью, разнообразной фур¬нитурой. Она носится значительно реже, и общий срок исполь¬зования ее меньше, чем повседневной обуви, из-за изменения моды. Вследствие этого к материалам для модельной обуви предъявляют, прежде всего, требования эластичности, мягкости, лучшего внешнего вида (фактура поверхности, цвет и т. п.) и в меньшей степени требование износостойкости, столь важное для повседневной обуви.
К специальной обуви предъявляют особые требования, свя¬занные с условиями ее носки. Обычно для нее применяют более плотные, толстые и прочные материалы с высокой стойкостью к истиранию, агрессивным средам и воде. Например, обувь для рабочих машиностроительных заводов должна иметь подошвы, стойкие к порезам стружкой и действию машинного масла, жесткий подносок, защищающий ногу от травм при падении де¬талей и заготовок деталей.
Обувь для рабочих текстильных предприятий должна иметь легкий гигиеничный верх, подошву, характеризующуюся электрической проводимостью, чтобы снимать с тела заряды стати¬ческого электричества, возникающие на процессах сновки, пе¬ремотки пряжи и ткани и др.
Конструкция обуви и выбор материалов для ее изготовления в значительной степени зависят от строения и условий Работы стопы. Обувь в отличие от многих кожгалантерейных изделий носится в динамических условиях, стопа совершает раз¬нообразные движения при стоянии, ходьбе, беге, прыжках с различной амплитудой и частотой. В ходе носки обуви стопа, и особенно ее передний отдел, изгибается, давит на обувь. Стопа выделяет пот (в виде пара и капельной влаги), который обувь должна пропускать наружу или поглощать. Функционирование организма сопровождается также выделением теплоты, которая частично передается обуви и пропускается через нее в окружающую среду.
Нормальная работа стопы возможна только при использовании обуви, правильно подобранной по размеру и полноте, гигиеничной, гибкой в пучко-вой и жесткой в геленочно-пяточной части.
Требования к обуви и материалам для ее изготовления зависят от климатических условий, в которых она будет эксплуатироваться. Обувь для носки в зимнее время года в районах со средней температурой минус 20°С отличается высокой сте¬пенью закрытости (сапоги, полусапоги), применением материа¬лов низкой теплопроводности (мех, пористая резина), нали¬чием теплоизолирующих слоев и прокладок (подложки), боль¬шей толщиной некоторых деталей, прежде всего подошв.
Обувь для носки в летнее время года имеет открытую (верх в виде ре-мешков или типа делении) конструкцию, ее изготав¬ливают из материалов меньшей толщины, ярких и светлых расцветок.
Эргономические свойства изделий также называют потребительными (или эксплуатационными). Эти термины подчеркивают значимость эксплуатационных характеристик изделия, опре¬деляемых его структурой, массой, формой и другими свойствами. Однако не следует забывать о другой стороне потребительной ценности изделия – наличии общественной потребности, соот¬ветствии структуре потребления и т. п.
Изделие может обладать отличным комплексом технических характеристик, но не пользоваться спросом из-за несоответст¬вия моде, насыщения рынка, т.е. из-за морального износа.
Об этом К. Маркс писал: «Как бы ни был мал какой-нибудь дом, но, пока окружающие его дома точно так же малы, он удовлетворяет всем предъявляемым к жилищу общественным требованиям. Но если рядом с маленьким домиком выра¬стает дворец, то домик съеживается до размеров жалкой хижины… Так как наши потребности и наслаждения носят общественный характер, они относительны».
В настоящее время учет в требованиях к изделию социального фактора особенно важен, так как развитие техники и технологии, применение новых материалов замедляют физический износ изделия, а рост потребностей населения, улучшение его материальных возможностей ускоряют моральный износ. Очевидно, при проектировании изделий и выборе для них материалов необходим оптимальный вариант. С этих позиций нерационально, например, применение для верха обуви быстро теряющего внешний вид велюра в сочетании с износостойкой полиуретановой подошвой.
К числу эргономических показателей изделий относят ан-тропометрические, физиологические, психофизиологические, пси-хологические, гигиенические и др. Антропометрические показа¬тели характеризуют соответствие изделия размерам и форме частей тела человека (обуви – ноге, перчаток – руке).
Физиологические и психофизиологические показатели позво¬ляют оце-нить соответствие массы изделия (например, обуви или портфеля) силовым, осязательным и прочим возможностям человека.
Психологические показатели характеризуют соответствие расположения элементов изделия навыкам человека. Напри¬мер, нетрадиционное расположение элементов застежек сумок, кнопок перчаток или застежки-молнии в обуви вызывает вре¬менные затруднения при пользовании изделиями.
Показатели гигиенических свойств (теплопроводность, воздухо-, паро- и влагопроницаемость, электризуемость и др.) определяют соответствие изделия нормальным условиям жизне¬деятельности человека. Среди изделий из кожи наиболее важны гигиенические свойства для обуви и перчаток, которые должны защищать человека от неблагоприятных воздействий окру-жающей среды (изменение температуры и влажности и т.п.) и создавать условия для его нормального функционирования (обеспечивать постоянство температуры тела, влаго- и воздухообмен с окружающей средой и т.д.).
Гигиенические свойства материалов в последние годы, когда проблема количественного обеспечения населения изделиями из кожи близка к реше-нию, стали наряду с эстетическими свойствами важнейшим определяющим критерием при выборе.
Основным гигиеническим требованием к материалам для из¬делий является наличие пористой структуры. Пористые материалы имеют меньшую массу и теплопроводность, чем непори¬стые, на их производство затрачивается меньше сырья. Материалы, имеющие разветвленную пористую структуру с взаимосвязанными порами (например, кожа), паро-, воздухо- и влагопроницаемы. Материалы с несвязанными порами (например, пористая резина) не намокают, имеют хорошие теплоизоляци-онные свойства, но паронепроницаемы. По действию влаги на материалы для изделий из кожи они делятся на гидрофильные и гидрофобные, т.е. смачиваемые и несмачиваемые водой. Гидрофильные материалы имеют высокие показатели влагопоглощения, гигроскопичности и влагоотдачи, а гидрофобные – водостойкости. В связи с этим гидрофильные материалы (напри¬мер, кожу) применяют для деталей верха обуви, подкладки и стелек, которые должны поглощать потовыделения стопы, а гидрофобные мате-риалы – для подошв и каблуков, которые не должны намокать в воде
Ряд материалов обладает обоими свойствами. Так, натуральные кожи для верха обуви имеют гидрофобный лицевой слой, так как отделаны поли-мерными композициями, и гидро¬фильную основную часть.
Для обеспечения нормального микроклимата в обуви и пер¬чатках необходимы, прежде всего, высокие показатели паропроницаемости, влагопоглощения, гигроскопичности и влагоотдачи.
Под воздействием пота, влаги, тепла, света из материалов могут выде-ляться токсичные продукты разложения или несвязанные компоненты. Они разрушают материалы, изменяют их внешний вид, вызывают кожные и прочие заболевания носчика изделия, поэтому материалы для изделий из кожи, особенно искусственные, должны обладать экологическими свойствами, т.е. обеспечивать выделения различных веществ в количествах, допущенных нормативной документацией.
Некоторые свойства материалов связаны как с удобством эксплуатации, так и с технологией производства. С точки зрения гигиены материалы должны обладать определенными растяжимостью, сжатием и изгибом, чтобы не сдавливать стопу и кисть при изменениях их объема и конфигурации во время экс¬плуатации.
В то же время материалы не должны изменять в процессе эксплуатации изделия приданную им форму.
Материалы в зависимости от их назначения должны иметь невысокую жесткость, т.е. приформовываться к стопе или ки¬сти. В противном случае на сгибание стопы и кисти будут за¬трачиваться большие усилия, что вызовет их перегрев, нарушение микроклимата и быстрое утомление.
Требования технологичности, патентно-правовые, унифика¬ции и стан-дартизации, минимума затрат предприятия являются производственно-экономическими.
Механические требования определяют возможность изготов¬ления изде-лий из данных материалов. В комплекс этих требо¬ваний в зависимости от ви-да деталей входят деформируемость (упругая или пластическая), сопротивления разрыву, одно- или многократному изгибу, сжатию, прорыву швами, смачиваемость клеями, красками и аппретурами и др.
Технологические свойства проявляются при изготовлении изделий. Эти свойства материалов зависят от характера технологических процессов изготовления изделий, величин усилий и способов их приложений, параметров окружающей среды и т.д. Например, материалы могут по-разному в зависимости от строения и свойств прорубаться, прокалываться иглой, склеиваться, формоваться, расплавляться.
Значительные изменения технологии приводят к изменению требований к материалам. Например, ранее при использовании для изделий из кожи только натуральных материалов (кожи, ткани) и механических методов обработки основными требованиями были способность хорошо резаться (прорубаться, прокалываться) и скрепляться гвоздями, винтами. В настоящее время при широком использовании синтетических и искусственных материалов (искусственные кожи, резина, картон) превалируют требования легко формоваться при нагревании (литье, горя¬чая вулканизация), свариваться в поле токов высокой частоты (ТВЧ), склеиваться.
Технологические требования к материалам для различных деталей изделий могут значительно отличаться в связи с неодинаковыми методами обработки. Так материал верха должен обладать определенной толщиной, плотностью и тягучестью. С учетом этого ответственные детали (союзка) выкраивают из самых ценных участков кожи, а дополнительные и второстепенные детали из менее ценных участков (язычок) Материалы для верха должны обладать мягкостью, не оказывать давления на стопу, но в тоже время быть формоустойчивыми.
Для обеспечения надежности материал верха должен обладать высоким сопротивлением многократному изгибу, достаточной прочностью при растяжении, возможностью заделки дефектов, возникающих при ее производстве и эксплуатации. Детали верха в основном соединяются ниточным швом, поэтому материал должен обладать высоким сопротивлением к прорыву ниточным швам, термостоек.
Должен легко формоваться при двухосном растяжении, сохранять приданную форму при эксплуатации. Для искусственных материалов, соединяемых посредством токов высокой частоты, материал должен свариваться. Материал должен иметь высокое удлинение, чтобы его можно было затягивать на колодку, но в тоже время, он должен иметь высокий процент остаточной деформации.
Подкладочные материалы должны хорошо соединяться с другими материалами клеем и нитками, быть не марким, лицевое покрытие или краситель, в который окрашен материал должен быть не марким, легко очищаться, под действием паров не менять свой цвет, быть стойким к прорыву ниточным швам, и иметь близкие к верху механические показатели т.к. подкладка с верхом в обуви должны работать как единая система. Текстильные материалы не должны быть сильно сыпучими, обладать достаточной толщиной и быть износостойкими.
Материал для подносков должен хорошо формоваться, прочно соеди-няться клеями с материалами верха и подкладки.
Требования к материалов для задников во многом аналогичны требованиям к материалов для подносков – формоваться, быть формоустойчивыми, упругими, стойкими к торцовым деформациям.
Материал для стелек должен быть стойким к сжатию, многократному изгибу, истиранию во влажной среде, расслаиванию, не разрушаться при контакте с винтами, гвоздями, нитками и т.д.
Технологические требования к материалам предъявляются только в производственной сфере, потребителя эти требования не интересуют. Его интересы суммированы в потребительных свойствах изделия и в значительной степени в этих же свойст¬вах материалов.
Большое значение придается экономическим показателям качества материалов. При выборе материала на изделие необ¬ходимо прогнозировать возможность (при данной технологии и оборудовании) безотходного или малоотходного его использо¬вания, а также соразмерять стоимость материала с комплексом его свойств. Например, при подготовке производства решается вопрос: применять ли подошвы, вырубленные из пластин рези¬ны с потерей до 30% площади, или использовать формованные, не требующие обработки, подошвы?
Краткое перечисление свойств изделий свидетельствует об их разнообразии. Удовлетворение требований потреби¬теля к свойствам изделий обеспечивается многими факто¬рами: перспективной моделью, рациональной конструкцией, прогрессивной технологией, свойствами примененных мате-риалов.
Свойства материалов для изделий из кожи в большинстве случаев определяют технологичность их конструкции и потре¬бительные свойства. Как бы ни была красива новая модель обуви, она не удовлетворит потребителя, если подбором мате¬риалов не будет обеспечен необходимый микроклимат внутри-обувного пространства. Как бы ни была удачно сконструирова¬на хозяйственная сумка, она будет непригодна, если материалы, из которого сделаны ее ручки, разрывается от массы переносимого груза.
В свойствах изделий подчас сложно оценить степень значи¬мости свойств материалов, технологии, конструкции и т. п. На¬пример, формоустойчивость изделия (способность сохранять во время эксплуатации приданную в процессе изготовления фор¬му) как потребительное свойство зависит от технологических свойств материала (растяжимости, жесткости, упругости) и ха¬рактера технологических процессов (увлажнения, формования, сушки), а также от ряда других факторов.

ТЕМА 2. СТРОЕНИЕ И ПРИНЦИПЫ ПРОИЗВОДСТВА ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОЖИ

2.1. Общие сведения о строении материалов
Все материалы, применяемые в производстве изделий из кожи, делят по назначению на основные и вспомогательные.
Основные материалы служат для изготовления деталей, из¬делий, а вспомогательные – для скрепления деталей и отделки изделий. Основные материалы могут быть подразделены на следующие группы: кожевенно-меховые, текстильные, искус¬ственные кожи и пленочные материалы, картон и бумага, син¬тетические материалы для низа, синтетические и искусственные материалы для каркасных деталей. Деревянные материалы (каблуки, низ обуви) и металлические (геленки и набойки) ис¬пользуют ограниченно.
Из материалов одной и той же группы могут быть изготов¬лены разнообразные детали изделия (например, из кожи – мягкий эластичный верх обуви и жесткая утолщенная подош¬ва). Это обеспечивается подбором сырья, варьированием спосо¬бов обработки и отделки, позволяющими получить материал определенной структуры и свойств.
Материалы для изделий из кожи классифицируют по видам сырья, способу выработки, целевому назначению (например, для верха и низа обуви, внутренних деталей и т.п.) и харак¬теризуют показателями физико-механических свойств и хими¬ческим составом.
Абсолютное большинство материалов, используемых для производства изделий из кожи, представляет собой различные виды высокомолекулярных соединений (ВМС), называемых по¬лимерами.
Полимеры – соединения, в которых чередуется большое число одинаковых или неодинаковых атомных группировок, соединенных химическими связями в линейные цепи или про¬странственные сетки.
Исходное низкомолекулярное вещество, из которого получа¬ют полимер, называют мономером. Многократно повторяющие¬ся в цепи полимера группировки называют звеньями, а боль¬шую молекулу, составленную из звеньев, – макромолекулой. Число повторяющихся звеньев характеризует степень полиме¬ризации. Молекулярная масса Мп равна произведению степени полимеризации п на молекулярную массу звена Мэв, т. е. Мп = пМзъ.
Полимеры имеют молекулярную массу от 500 до сотен ты¬сяч. Полиме-ры с молекулярной массой 500 … 5000 называют олигомерами, полимеры, построенные из одинаковых мономе¬ров, – гополимерами, а из разных мономеров – сополимерами.
Полимеры классифицируют по нескольким признакам:
по происхождению:
натуральные (природные) – белки, целлюлоза, каучук;
искусственные – получают в результате обработки нату¬ральных полимеров;
синтетические – получают путем синтеза из низкомолеку¬лярных соеди-нений;
по природе: органические, неорганические, элементоорганические;
по типу реакции получения:
полимеризационные – получают реакцией полимеризации, не сопровождающейся выделением побочных продуктов, эле¬ментарный состав полимера и мономера в которых оди¬наков;
конденсационные – получают реакцией поликонденсации, сопровожда-ющейся выделением низкомолекулярного вещества, элементарный состав по-лимера и мономера которого неоди¬наков;
по поведению при нагревании:
термопластичные, размягчающиеся при нагревании и за¬твердевающие при охлаждении, т.е. меняющие свойства обра¬тимо;
термореактивные, переходящие при нагревании необратимо в твердое состояние;
по строению основной цепи макромолекул:
гомоцепные – их главная цепь построена из одинаковых атомов (если из углерода, то карбоцепные);
гетероцепные – их главная цепь построена из различных атомов (например, кроме углерода есть кислород, сера азот и т.п.);
по отношению к воде:
гидрофильные – смачиваются водой, набухают и растворя¬ются в ней (желатин, крахмал);
гидрофобные – не смачиваются водой и не набухают в ней:

Рис. 6. Схемы расположения звеньев в линейных молекулах про¬стого полимера (а), сополимеров нерегулярной (б) и регулярной (в) структур, блок-сополимеров (г), в разветвленных (д) и сетча¬тых (е)
по форме частиц: глобулярные (шаровидные) и фибрилляр¬ные (волокнистые);
по величине молекулярной когезии полимеров:
каучукоподобные (эластомеры) – характеризуются низкой энергией молярной когезии (5-10 кДж/моль);
волокнообразующие – характеризуются высокой энергией молярной когезии (выше 20 кДж/моль);
пластики (пластомеры) – характеризуются средней энер¬гией молярной когезии;
по характеру макромолекулярной структуры: кристалличе¬ские, находящиеся в частично кристаллическом состоянии, аморфные, кристаллизирующиеся – способны при охлаждении и других воздействиях кристаллизоваться;
по форме макромолекул (рис. 6): линейные, т.е. без боко¬вых ответвле-ний, разветвленные, т.е. с боковыми ответвления¬ми, сетчатые, т.е. построен-ные из цепей, соединенных попереч¬ными химическими связями;
по гибкости цепи: гибкоцепные и жесткоцепные.
Главной особенностью полимеров является наличие боль¬ших цепных молекул, в которых последовательно связано большое число атомов. От вида макромолекул, их расположения и связей между ними зависят все свойства полимеров.
Для полимеров характерны два вида связей: химические (ковалентные, электровалентные, координационные) и межмо¬лекулярные (силы Ван-дер-Ваальса и водородные связи). В сетчатых полимерах цепи соединены ковалентными связями. Химическая связь может быть неполярной или полярной. Кова-лентная связь, образованная одинаковыми атомами (СЬ, Ог, Н2), неполярна. В данном случае электронное облако симметрично относительно ядер обоих атомов. При связи разных ато¬мов (С—С1—, С—ОН и др.) средняя плотность электронного облака у одного из атомов больше, чем у другого, в результа¬те возникает дипольный момент, придающий полимеру поляр¬ность. При наличии таких связей, расположенных симметрично, полимер может быть неполярен.
От полярности макромолекул зависит межмолекулярное взаимодействие между химически несвязанными атомами, при¬надлежащими одной и той же или разным молекулам.
Межмолекулярные силы, возникающие в полимерах, опре¬деляются взаимодействиями различного типа.
Ван-дер-Ваальсовы силы характеризуются взаимодействием:
1) дипольным (ориентационным), присущим слабополярным молекулам (диполям),
2) индукционным, проявляющимся при взаимном при¬тяжении диполей двух молекул,
3) дисперсионным, возникаю¬щим вследствие притяжения мгновенных диполей.
Водородная связь появляется между атомом водорода, свя¬занным ковалентной связью, и другим атомом, имеющим боль¬шой отрицательный заряд (например, —ОН, —СООН, —НСО). Прочность связи оценивается энергией когезии (связи), кДж/моль, которая для разных видов связи различна:
Ван-дер-Ваальсовы силы 1 … 8
Водородная связь 20 … 60
Ковалентная связь 100 … 1000
Химическое строение существенно влияет на гибкость мак¬ромолекулы в целом или на отдельных участках цепи. Гибкость цепи проявляется в способности изменять форму макро¬молекулы.
Молекула характеризуется пространственным расположе¬нием атомов и наличием связи между ними. Звенья макромо¬лекул или их части распола-гаются под валентным углом φ друг к другу (рис. 7). Звенья макромолекул находятся в не¬прерывном тепловом колебательно-вращательном движении, хотя сама макромолекула из-за своих размеров и действия вну¬тренних сил не имеет свободы перемещения.

Рис. 7 Схема расположения атомов в распрямленной простой линейной моле-куле полимера.
В цепных молекулах полимеров валентные углы имеют оп¬ределенное значение (например, для связи С—С—109°28′) и вращение звеньев происходит без изменения валентного угла. Следовательно, положение звена в цепи зависит от положения предыдущего.
Внутреннее вращение в молекулах полимеров затруднено внутри- или межмолекулярным взаимодействием атомов дан¬ной цепи или между атомами соседних цепей. Гибкоцепные по¬лимеры обладают интенсивными крутильны-ми колебаниями, изгиб жесткоцепных полимеров затруднен.
Изменение формы молекул под влиянием теплового движе¬ния или внешнего поля, не сопровождающееся разрывом хими¬ческих связей, назы-вают конформационным превращением.
Свойства полимера зависят не только от химического состава и способа соединения атомов в молекуле, но и от способа упаковки макромолекул в структуре, их размеров, формы и взаимного расположения в пространстве, т.е. надмолекулярной структуры.
В зависимости от структуры полимеры могут быть кристалли¬ческими, аморфными и кристаллизующимися. Первые характери¬зуются определенной степенью упорядоченности структуры. В кри¬сталлических полимерах чередуются области меньшей и большей степени упорядоченности, не образующие отдельных фаз. Струк¬турные образования отличаются степенью упорядоченности, раз¬мерами и формой. Например, в них могут быть кристаллиты в виде иголочек или пластинок длиной до 10 нм или более, круп¬ные структуры из кристаллитов – сферолиты длиной до 106 нм.
Надмолекулярная структура полимера зависит от способа его получения или переработки. Так, при быстром охлаждении рас¬плава полимера в его структуре формируются кристаллы в виде лент – фибриллы, расположенные параллельно друг другу. В бел¬ковых полимерах (биополимерах) образуются клубкообразные конформации – глобулы.
Одной из важнейших особенностей кристаллических поли¬меров являет-ся возможность перевода их в ориентированное со¬стояние путем одноосной вытяжки. В этом случае оси цепных мо¬лекул вытягиваются вдоль направления приложения силы, что создает необходимую анизотропию (неравномерность) свойств материала. Ориентацию структуры осуществляют в производстве волокон и пленок, когда необходимо повысить прочность и сни¬зить деформируемость полимера в направлении вытяжки. В аморф¬ных полимерах есть элементы упорядоченности – домены – ана¬логи кристаллических пластин. Длина доменов не превышает 10 нм, т.е. сравнима с длиной кристаллитов. Однако наличие в полимерах в основном неупорядоченных областей относит их к аморфным.
Отметим, что в расплавах полимеров кристаллическая решетка отсут-ствует вследствие теплового движения, т.е. они аморфны. Это свойство поли-меров широко используется в процессах переработ¬ки их в изделие методами экструзии, вальцевания и литья под давлением.
В зависимости от температуры полимеры могут находиться в стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем состоянии, причем все три состояния возможны для аморфных полимеров, а второе и третье – для кристаллических.
Рассмотрим изменение деформации аморфного полимера при нагревании и постоянном напряжении, описываемое термомеха¬нической кривой (рис. 2.1.3). Кривая имеет три участка, соответ¬ствующие трем физическим состояниям. Участок 1 характеризует стеклообразное состояние полимера (малое напряжение вызывает малые деформации), участок 2 – высокоэластическое состояние с большими обратимыми деформациями, 3 – вязкотекучее состояние (высокая деформация при малых напряжениях) со значи¬тельными необратимыми деформациями.
Характерными точками являются температуры стеклования Тс и текучести Тт. Последняя является средней температурой обла¬сти течения.
В высокоэластическом состоянии макромолекулы распрям¬ляются при повороте отдельных звеньев. После снятия напряже¬ния макромолекулы опять принимают более сжатую форму и де¬формации исчезают. Степень деформации полимеров зависит от их состава, строения макромолекул и надмолекулярной структуры.
В вязкотекучем состоянии происходит не изменение конформации мак-ромолекул, а перемещение их целиком или частично.
Среди природных полимеров наибольшее применение имеют продукты переработки волокнистых белков и полисахаридов, а также натуральный каучук. К волокнистым белкам относят колла¬ген и кератин.
Коллаген составляет важнейшую органическую часть шкур животных – до 80% массы сухого вещества. Шкуры животных под¬вергают сложной переработке, в результате чего получают кожу.
Кератин составляет основу волоса животных, который ис¬пользуют в производстве тканей и ниток.
Из полисахаридов наибольшее применение имеет целлюлоза, которая широко распространена в природе. Из нее построены тка¬ни растений, в част-ности, хлопчатника, древесины. Переработка целлюлозы позволяет получать из нее текстильные материалы и различные волокнистые наполнители для производства резин и картонов.
Натуральный каучук получают переработкой сока (латек¬са) некоторых деревьев (например, гевейи), он применяется в качестве добавки в рецептуру резиновых деталей, для изготов¬ления каучукового клея и вспомогательных операций.
Синтетические полимеры в производстве изделий из кожи представлены следующими группами: латексы, каучуки, термоэластопласты, термопластичные и термореактивные полимеры. Синтетические латексы являются водными дисперсиями полимеров, полученными эмульсионной полимеризацией или сополимеризацией мономеров. При получении латексов в зависимости от назначения и вида мономера вводят эмульгаторы, инициаторы и регуляторы полимеризации. Полимер в латексе имеет форму глобул обычно шарообразной формы диаметром от 0,08 до 0,3 мкм. Концентрация латексов составляет 20 … 60%. Наиболее часто используют полихлоропреновые, бутадиен-сти¬рольные (для клеев и пропиток картонов) и бутадиен-метил-метакрилатные латексы (для покрытий кожи).
Каучуками называют высокомолекулярные линейные поли¬меры с двойными связями в цепях. Линейные полимеры имеют высокоэластичную деформацию. Введение в каучук модификаторов (наполнителей, мягчителей, противостарителей и т.п.) с последующей его вулканизацией позволяет в ши-роких пределах изменять свойства получаемого продукта (вулканизата). Ассортимент синтетических каучуков очень широк. Основными мономерами для их производства являются бутадиен, стирол, хлоропрен, изопрен. К наиболее распространенным синтетическим каучукам принадлежат бутадиен-стирольные, хлоропреновые, изопреновые, бутадиен-нитрильные, карбоксилсодержащие бутадиен-стирольные, уретановые, силоксановые. Каучуки используют для изготовления подошв, каблуков, клеев, пропиточных и покрывных составов в производстве искусственных кож.
Термоэластопласты (ТЭП) применяют для изготовления из¬делий с 60-х годов. По свойствам они занимают промежуточное положение между каучуками и пластиками. В нормальном со¬стоянии они проявляют свойства каучуков, а при нагревании пластичны и легко формуются, как термопластичные полиме¬ры. Сырьем для их производства являются изопрен, бутадиен, стирол и другие мономеры.
ТЭП применяют для изготовления подошв, каблуков, клеев, пропиточных составов.
Термопластичные полимеры в производстве материалов из¬делий из кожи представлены поливинилхлоридом, полиамидом, полиэтиленом, термопластичным полиуретаном, полиакрилатом, полиэфиром и др. Их используют для изготовления дета¬лей обуви — подошв, каблуков, подносков, задников, фурниту¬ры, в производстве материалов – для пропиток, покрытий, кле¬ев и т. д. Термореактивные полимеры (например, фенолформальдегидные смолы) используют в качестве модифицирующих доба¬вок в клеи.
Свойства материалов зависят, как было показано выше, от их химиче-ской структуры (состава и способов соединения ато¬мов, звеньев в молекулы) и физической (надмолекулярной) структуры (способа упаковки макромолекул в пространствен¬ные элементы, их размеров, формы и взаимного расположения) и микроструктуры.
Для изделий из кожи применяется большое количество раз¬нообразных по структуре материалов из различных полимеров. Во многих случаях материал состоит из нескольких различных по составу и структуре слоев. В отличие от пленок и одно¬слойных полимерных материалов такие системы имеют слож¬ную микроструктуру.
Прежде всего отметим, что материалы, используемые в из¬делиях из ко-жи, имеют пористую и непористую (монолитную) структуру. Наличие пор существенно влияет на газопаропроницаемость, прочность, деформируемость, теплопроводность мате¬риалов. Важную роль играет характер пористости: распределе¬ние пор по диаметрам, их количество, конфигурация воздуш¬ных каналов (цилиндрические, конусные, открытые, закрытые и т.д.). Характер пористой структуры влияет на технологиче¬ские и эксплуатационные свойства материала и потребитель¬ные свойства изделия.
В производстве изделий из кожи применяют различные во¬локнистые, в основном волокнисто-сетчатые, материалы слож¬ной морфологической струк-туры (натуральные и синтетические кожи, ткани, нетканые материалы).
К сожалению, до настоящего времени структурные характеристики материалов, используемых в производстве изделий из кожи, имеют описательный характер (в основном электронные и микрофотографии). Описания морфологической структуры материала не позволяют количественно оценить ее параметры, поэтому важнейшей проблемой является разработка количественных методов оценки структурных характеристик во¬локнистых материалов.
Отдельные волокна и пучки волокон кожи переплетены в сложную структуру. В тканях и трикотаже сетчатая структура создается переплетением пряжи, в нетканых материалах связь между волокнами осуществляется клеем, нитками, механиче¬ским переплетением.
Волокнисто-сетчатая структура определяет деформацион¬ные и прочностные характеристики, причем решающее влияние на них оказывает в большей степени микроструктура (характер переплетения пряжи или пучков волокон), а не химическая природа исходных продуктов. Если сопоставить прочность различных волокон и получен¬ных из них материалов, то статическая прочность волокон (на¬пример, предел прочности при растяжении) на порядок выше, чем предел прочности изготовленного из них материала (табл. 2). В то же время прочность материала при динамиче¬ских нагрузках (например, устойчивость к многократному из¬гибу) в 6-9 раз выше прочности волокна, из которого получен материал.
Таблица 2. Сопоставление статической прочности волокна и материала, полученного из данного волокна
Материал Предел прочности при растяжении, МПа
Волокна Материал
по основе по утку
Хлопковое волокно
Бязь
310-760 21,5 20,5
Башмачная ткань 22,2 21,6
Миткаль 18,2 14,7
Стекло
Ткань З-27
1250-1700 178 133
Ткань Э-006 166 133
Ткань АСТ 195 89
Коллаген
Кожа хромового дубления для вер-ха обуви 130-340 15-30
Эти различия нельзя объяснить изменением химиче¬ского состава воло-кон при изготовлении из них материала, так как он практически не изменяется. Причем, чем сложнее мик¬роструктура материала, полученного из одного и того же во¬локна, тем выше прочность при динамических нагрузках. Бо¬лее того, вне зависимости от химической природы волокна зависимость напряжения от деформации растяжения волокни¬стых материалов носит степенной характер: Е = аРп,
где Е – удлинение, %; а – коэффициент удлинения; Р – нагрузка при раз-рыве; п – показатель степени, характеризующий деформационные свойства волокнистого материала
Показатель степени п зависит в основном от сил трения между нитями двух систем в местах их пересечения. Фактора¬ми, определяющими важное механическое свойство тканей – способность формоваться, являются плотность и характер пе¬реплетения: чем больше длина перекрытий и меньше плот¬ность, тем легче ткань принимает пространственную форму. Остальные структурные показатели, так же как и химическая природа волокнистого материала, имеют второстепенное значе¬ние. Причем основные различия физико-механических свойств тканей объясняются их структурой: количеством и соотноше¬нием мест соприкосновения взаимно перпендикулярных нитей (контактные поля), числом мест, в которых нити одной систе¬мы изменяют свое положение относительно нитей другой си¬стемы (поля связи), числом мест, в которых основные и уточ¬ные нити не соприкасаются (свободные поля), и числом мест, не заполненных нитями (по-ля просвета). Указанные различия механических свойств волокон и полученных из них материа¬лов в условиях статических и динамических испытаний нельзя объяснить изменениями химической природы материала. В ос¬новном эти различия предопределяются волокнисто-сетчатой структурой материала.
Применительно к коже рентгенографические данные раз¬личных видов коллагеновых волокон показывают, что вариа¬ции в их тонкой структуре не изменяют общего плана строе¬ния. Между тем известно, что кожи, вырабо-танные даже из одного и того же вида сырья (например, шкур крупного ро-га¬того скота) по одинаковой технологии, имеют разные механи¬ческие свойства. Причем механические свойства существенно зависят не только от химических процессов производства, но и от механических операций (тяжка, прокатка, прессование и т.д.), при которых тем более нельзя ожидать изменений тон¬кой структуры коллагена на уровне молекулярных цепей.
Все изложенное показывает решающее влияние волокнисто-сетчатой структуры волокнистых материалов на их свойства. Конечно, химическая природа и тонкая структура волокнистых материалов во многом предопределяют возможность получения материала той или иной структуры; степень сохранения свойств во времени; устойчивость к воздействию светопогоды, реакци¬онную способность, влияющую на долговечность материала и в конечном итоге на разрушающее усилие.
В ряде случаев необходимо создавать многослойные систе¬мы, чтобы обеспечить требуемый комплекс свойств. Так, для верха обуви необходима система с высокой усталостной проч¬ностью, формуемостью и формоустойчивостью, повышенными теплозащитными свойствами, плотным наружным слоем и раз¬реженной подкладкой. Это достигается, например, в обуви с текстильным верхом комбинированием шерстяной или водо¬стойкой ткани с покрытием (типа болонья) с пенополиурета¬ном и нетканым прошитым материалом.
Для подошвенных материалов (например, для кроссовок) необходимы легкость, высокая износостойкость, твердость хо¬дового и амортизационная способность внутреннего слоев. Это достигается дублированием монолитного материала повышен¬ной твердости пористым мягким материалом.
В искусственных кожах для верха обуви различают не¬сколько слоев: волокнистую основу (иногда состоящую из тка¬ни, дублированной нетканым материалом), покрытие из слоев с большой и малой пористостью, а также слоев отделочного покрытия. Деформация и гигиенические свойства дублирован¬ных материалов зависят от структуры и свойств отдельных сло-ев, способа дублирования.
Следует отметить, что в производстве искусственных мате¬риалов имеются большие возможности варьирования структуры, чем в натуральных, что позволяет получать материалы с заданными свойствами.
3. СТРОЕНИЕ И СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

3.1. Кожа
Кожа является одним из старейших материалов, используе¬мых челове-ком. Считается, что человек научился дубить кожу рань¬ше, чем пахать. В течение многих веков люди совершенствовали технологию выработки кож, применяя для этой цели новые веще¬ства, способы обработки, процессы и соответствующее оборудование. Это позволило добиться большого прогресса в качестве и ассортименте кож, сделать технологический процесс значительно более эффективным, коротким, экологичным и менее трудоемким. Технологический прогресс охватывает все стадии производственного цикла и операций, но прежде всего – способы дубления и отделки. Его основой стало интенсивное развитие химии неорганических и полимерных веществ.
Изготовление кож осуществляется из шкур животных на кожевенных заводах. Процесс производства кожи представляет собой совокупность многочисленных и очень разнообразных обработок, выполняемых в определенной последовательности. Эти обработки подразделяют по виду воздействия на химические, физико-химические и механические. На протяжении технологического Цикла происходит их чередование. Основные этапы выработки кож заключаются в получении из шкуры недубленого полуфабриката с определенной структурой и химическим составом, который на¬зывается гольем; обработке этого голья с целью фиксирования структуры, придания ему определенной термостойкости, повышения пористости, устойчивости к разрушению под действием бактерий. Таким образом, недубленый полуфабрикат становится Дубленым. На следующем этапе дубленому полуфабрикату придается определенные свойства и внешний вид с одновременным Превращением в готовую кожу. По этой схеме группируются все Процессы кожевенного производства: подготовительные, дубильные и отделочные.
Значение кожи чрезвычайно важно. Она является единственным из всех применяемых материалов, из которого можно выкро¬ить любую деталь обуви и кожгалантереи. За последние 60 лет искусственные и синтетические материалы сократили объемы применения натуральной кожи, но все равно она остается самым важ¬ным и самым значительным материалом для изготовления обуви и других изделий.

3.1.1. Строение шкуры
Сырьем для производства кож являются шкуры домашних и диких животных, а также некоторые виды шкур рыб, пресмыкаю¬щихся и морских животных. На состав шкуры и ее свойства суще¬ственно влияет вид животного, его возраст, пол, условия содер¬жания и кормления, а также способ консервирования.

3.1.2. Микроструктура и топография шкур
Основными видами кожевенного сырья явля¬ются шкуры крупного рогатого скота (КРС) – коров и быков, а также конские, козьи, овечьи, свиные. Реже используются шкуры кабанов, оленей, лосей, собак, сайгаков, косуль, яков, буйволов, верблюдов, морских животных и рыб. Сейчас в моде изделия из тонких пластичных кож с оригинальной лицевой поверхностью, для изготовления которых служит сырье из ко¬жи рыб, змей, крокодилов.
В любой кожевой ткани выделяют субмикроструктуру (тон¬кую), макроструктуру и микроструктуру.
Тонкая структура рассматривается сложными методами рентгенострук-турного анализа, ядерного магнитного резонан¬са, электронной (в том числе сканирующей) микроскопии с увеличением от десятков до тысячи.
Макроструктура – это видимая невооруженным глазом или под лупой структура.
Микроструктура кожевой ткани рассматривается в оптиче¬ском микро-скопе на поперечных срезах, обработанных с ис¬пользованием специальных методик для выявления того или иного компонента. Микроструктура показывает переплетение коллагеновых волокон и пучков (это главная характеристика микроструктуры), наличие жировых включений, эластиновых волокон, кровеносных сосудов, волосяных сумок (в которых развиваются волосы) и других элементов. Показателями мик¬роструктуры служат плотность и угол переплетения коллагено¬вых пучков, их толщина. Чем плотнее переплетены пучки коллагена, тем прочнее получаемые кожи. При вертикальном переплетении пучков велика устойчивость кож к исти-ранию: в этом случае при трении разрушаются более прочные молекулярные связи по сравнению с межмолекулярными. Более толстые пучки коллагена, естественно, и более прочные. Микро¬структура кожевой ткани различна у разных видов животных и неодинакова по топографии шкуры. Эти различия оказывают существенное влияние на свойства получае-мых кож, которые и определяют их назначение.
В любом случае под микроскопом в вертикальном срезе кожевой ткани можно выделить три основных слоя: эпидермис – 3, дерму – 2 и подкожно-жировую клетчатку – 1 (рис.3. 1).

Рис.3.1. Вертикальный срез шкуры крупного рогатого скота
Для готовой кожи используется только дерма, а остальные составляю-щие шкуры удаляются в процессе выработки. Волосяной покров образуется очень большим количеством волос 4, состоящих из белка – кератина. Воз-никновение и дальнейшие развитие волоса происходит в волосяной сумке 6, расположенной в дерме под углом к поверхности шкуры.
Эпидермис представляет собой слой, расположенный непосредственно под волосяным покровом. Его толщина часто зависит от густоты волосяного покрова: чем он гуще, тем эпидермис тоньше. Он состоит из не¬скольких рядов эпителиальных клеток и подразделяется на 2 слоя: наружный (роговой) и внутренний (ростковый).
Эпидермис состоит из клеток эпителия, в нем различают два слоя: внутренний (ростковый, или мальпигиевый) – в основном живые делящиеся клетки; внешний (роговой, или наружный) – преимущественно ороговевшие эпителиальные клетки.
Эпидермис плотно соединяется с нижележащим слоем (дермой) и как бы врастает в него. В верхней части рогового слоя клетки теряют связь друг с другом и легко отделяются от поверхности кожевой ткани, образуя перхоть, струпья, чешуйки. При таких болезнях, как парша, лишай, под действием микробов этот слой как бы отшелушивается и в коже проявляется дефект безличины. Эпителиальный слой служит защитой от внешних механических и химических воздействий. Он задерживает испарение влаги, проникновение бактерий и загрязне¬ний в нижележащие слои.
Строение эпидермиса зависит от вида шкуры. Например, в шкурах с густым волосяным покровом (овечьи, козьи) эпидермис тонкий, а в свиных шкурах с редкой щетиной он значительно толще, на оголенных (безволосых) участках может достигать 5% толщины кожевой ткани. При выработке кожи эпидермис как таковой удаляется вместе с волосом, в результате чего обнажается лицевой слой дермы с определенным рисунком от следов волосяных сумок. Этот рисунок называется мереей. Каждый вид животного имеет характерную и узнаваемую мерею, по этому признаку определяют вид кожи.
Дерма – второй и основной кожеобразующий слой кожевой ткани, который собственно и формирует кожу и ее потребительские свойства. Основу дермы составляет переплетение волокнистых образований, и все ценные свойства кож определяются, как правило, свойствами волокон. На поперечном слое дермы в оптическом микроскопе различают пучки коллагеновых волокон диаметром около 200 мкм, образованные уже не переплетением, а слиянием отдельных волоконец (от 30 до 300) диаметром около 5 мкм, располагающихся в одном направлении. Тонкие волоконца могут принадлежать то одному волокну и/или пучку, то другому. В свою очередь волоконца состоят из фибрилл диаметром 0,1 мкм. Толщина, плотность и прочность пучков, волокон и в целом слоя дермы зависит от вида и возраста животного, а также от топографического участка шку¬ры. Пучок волокон и волокно различаются только по числу параллельно расположенных волоконец, что и определяет их толщину. В зависимости от сложности переплетения пучков коллагена в шкурах крупного рогатого скота различают 5 основных классов строения дермы:
1-й класс характеризуется очень плотным трехмерным пере¬плетением крупных пучков коллагена, тянущихся в вертикальном, горизонтальном и диагональном направлениях под большим (60-70°) углом к поверхности шкуры. Пересечение пучков образует ромбовидные петли.
2-й класс отличается наличием большого числа диагональ¬ных пучков, местами образующих ромбовидное переплетение, од¬нако ромбы не имеют правильной формы.
3-й класс означает отдельные толстые пучки коллагеновых волокон, которые тянутся в диагональном направлении, не обра¬зуют ромбов и переплетаются с массой сравнительно тонких и мелких пучков. Переплетение волокон достаточно плотное.
4-й класс характеризуется плотным переплетением относи¬тельно тонких и коротких пучков волокон, образующих мелкие петли. Диагональные пучки отсутствуют.
5-й класс имеет место в том случае, когда пучки волокон тонкие, рыхло уложенные, переплетаются только в горизонталь¬ном направлении под небольшим (5-20°) углом. Такое переплетение характерно для периферийных участков шкуры, и особенно для участков, покрывающих брюшную полость.
Физико-механические свойства кожи (толщина, прочность, тягучесть, истираемость), выработанной из разных топографических участков, тесно связаны с особенностями строения этих участков и характеризуются разными величинами.
Эластиновые волокна не образуют пучков, но, разветвляясь, создают густую сетку переплетений в верхнем слое дермы, прежде всего вокруг и вдоль волосяных сумок и кровеносных сосудов. От коллагеновых они отличаются меньшей толщиной и извитостью, а также большим удлинением при небольших нагрузках.
Сравнительно короткие ретикулиновые волокна пронизывают всю дерму, но особенно их много на границе между дермой и эпидермисом. Они образуют сетчатые оболочки вокруг коллагеновых волокон.
В процессах первичной обработки шкур и при выделке кож происходит расщепление волокон (пучков) на более тонкие волокнистые элементы, а достигнутое состояние фиксируется уже при дублении. Это способствует повышению эластич¬ности, упругости, прочности, паро- и воздухопроницаемости, а также других ценных товарных свойств натуральных кож.
Дерма состоит из двух слоев – сетчатого и сосочкового.
Сосочковый слой обычно распространяется на всю глубину залегания волосяных сумок и занимает от 20 до 50% всей толщины кожевой ткани. На границе с эпидермисом пучки коллагеновых волокон тонкие, плотно скрученные и переплетенные. Они входят в слой эпидермиса выступами — сосочками (отсюда и название слоя). Сосочковый слой более рыхлый и менее прочный, чем нижележащий сетчатый слой. Это объясняется тем, что в нем меньше коллагена. В состав сосочкового слоя входит большое количество волосяных сумок, потовые и сальные железы и мускулы, управляющие волосами. Пучки коллагеновых волокон верхней части слоя расположены параллельно поверхности шкуры, а в нижней – вертикально или наклонно. Эти пучки волокон входят в эпидермис выступами, называемыми сосочками.
По мере приближения к поверхности дермы пучки волокон постепенно утончаются и уплотняются, принимая направление, параллельное поверхности шкуры. На самой поверхности дермы волокна образуют сплетения настолько плотные и тонкие, что при наблюдении невооруженным глазом создается впечатление гомогенной (однородной) массы – мембраны, покрывающей поверхность дермы. Так как в процессе выделки кож кровь, жировые включения и волос удаляются, этот слой получается гораздо более рыхлым, чем сетчатый. Сетчатый слой в основном определяет механические свойства получаемых кож, причем его толщина с возрастом животного увеличивается. Этот слой является самым прочным и плотным. Прочность и толщина слоя меняется в зависимости от топографического участка шкуры. Сетчатый слой образует более толстые по сравнению с сосочковым слоем пучки коллагеновых волокон, которые равномерно переплетаются, создавая ромбовидную вязь. Свойства получаемых кож зависят от толщины пучков коллагена, плотности их переплетения, соотношения толщины сосочкового и сетчатого слоев. Фиксированной границы между слоями дермы не проводится, условно она проходит по средней глубине залегания волосяных сумок. В этой области наблюдается повышенное скопление жировых и потовых желез, волосяных луковиц, которые ослабляют связь между слоями. В нижней части сетчатого слоя пучки коллагеновых волокон расположены в основном горизонтально, а в верхней части — в разных направлениях (рис. 3.2).

3.2. Виды переплетений коллагеновых волокон:
а – ромбовидные; б – петлистое; в – горизонтально-волнистое,
Для характеристики структуры сетчатого слоя используют следующие показатели: угол наклона пучков к горизонтали, их толщина, плотность укладки, степень разделения на волокна и фибриллы, количество и распределение жировых отложений. Эти параметры неодинаковы в зависимости от топографии, что обусловлено особенностями функций отдельных частей животного.
Подкожно-жировая клетчатка (мездра) – третий слой кожевой ткани, соединяющий дерму с мускулами скелета. Она содержит главным образом жир, множество кровеносных сосудов и имеет рыхлое строение. В процессе выделки кож этот слой удаляется в процессах мездрения (удаление подкожно-жировой клетчатки) и строгания (выравнивание толщины с мездровой стороны), поэтому существенного влияния на свойства кож он не оказывает. В микроструктуру кожевой ткани входят и другие элементы:
 волосяные сумки (оболочка, в которой находится корень волоса), располагающиеся под различным углом к поверхности дермы;
 протоки сальных желез, выделяющих жировые вещества, которые впада-ют в волосяные сумки. Сальные железы сильно развиты у овец и коз;
 потовые железы, выделяющие продукты азотного обмена животных и участвующие в процессах терморегуляции организма. Потовые железы сильно развиты у лошадей;
 лимфатические и кровеносные сосуды, ткани нервной системы, пронизы-вающие всю ее толщину. Следы от кровеносных сосудов дают дефект жили-стости. Наличие большого количе¬ства желез и волоса делает кожевую ткань рыхлой, тягучей и менее прочной;
 волосы на поверхности шкуры образуют волосяной покров, от густоты которого (количество волос на 1 см2) зависят такие показатели качества кож, как устойчивость к истиранию и разрыву, мягкость и плотность. В волосяном покрове различают прежде всего более толстые (до 100 мкм) остевые волосы (соответственно и крупные волосяные сумки) и пуховые волосы (до 20 мкм).
Участки шкуры, соответствующие определенным частям тела животного и отличающиеся определенной совокупностью свойств (толщина, плотность, характер переплетения волокон и др.), называются топографическими.
Топография шкур (от греч. to’pos – место) – это их описание по участ-кам, соответствующим определенным частям тела животного и отличающимся строением, химическим составом и физико-механическими свойствами (см. рис. 3.3.).
В шкурах крупного рогатого скота различают следующие топографические участки – чепрак, вороток, полы, пашины, лапы, огузок, а в шкурах свиней – крупон, полы, вороток, лапы.

Рис. 3.3. Топография шкуры: а – крупно рогатого скота; б – конской; в – сви-ной
(1 – чепрак; 2 – вороток; 3 – челка; 4 – пашины; 5 – полы; 6 – лапы; 7 – огузок; 8 – передина; 9 – хаз; 10 – крупон).
Чепрак – наиболее плотный и прочный участок шкуры, занимает 50-55% ее площади, вороток с челкой занимают до 20% площади шкуры.
Между ними находятся многочисленные кровеносные сосуды. В этом слое также содержатся многочисленные жировые отложения, количество которых, прежде всего, зависит от вида животного, его кормления и момента его забоя.
В шкурах КРС структура кожевой ткани (рис. 3.3, а) зависит от возраста и пола животного. По гистологическому строению шкуры телят незначительно отличаются от шкур взрослых животных. В шкурах опойка толщина эпидермиса составляет до 2%, сосочкового – 30-35% общей толщины шкуры. В дерме вязь тонких коллагеновых пучков плотная и равномерная. Чем позже телята переходят на растительную пищу, тем лучше ка¬чество получаемых кож. Шкуры выростка и полукожника по соотношению толщины сосочкового и сетчатого слоев, плотности и сложности переплетения пучков дермы ближе к кожевой ткани взрослых особей КРС. У шкур яловки различаются чепрак и полы, особенно у телившихся коров. В коже¬вой ткани бычины сосочковый слой имеет много отверстий от волосяных сумок и потовых желез, жировых и других вклю¬чений. Сетчатый слой шкур КРС образован переплетением тонких волокон; его структура на различных топографических участках неодинакова: в чепрачной части плотная ромбовид¬ная вязь, в полах более рыхлая структура с переплетением волокон параллельно друг другу и поверхности. Шкуры КРС дают соответственно кожи различного вида и широкого при¬менения – от техниче-ских и подошвенных до одежно-галантерейных.
У конских шкур (рис. 3.3. б) толщина эпидермиса невелика – всего 2-3% общей толщины. Развитый сосочковый слой составляет более 30% толщины дермы и имеет рыхлое строение, что обусловлено глубоко залегающим, расположенным на¬клонно, относительно толстым волосом, а также многочислен¬ными потовыми железами. Потовые и сальные железы сильно развиты, а в полах образуют как бы сплошной слой, что снижа¬ет прочность скрепления сосочкового и сетчатого слоев кожи. Сетчатый слой менее развит; он образован рыхлым переплете¬нием тонких волокон, никогда не повторяет лучших типов строения шкур у крупного рогатого скота. Основной особен¬ностью конских шкур является различие в структуре передины и хаза. Передины имеют довольно рыхлое строение и исполь-зуются главным образом для производства мягких кож, они имеют красивую и нежную мерею. У хаза плотное строение, поэтому он может направляться на производство жестких кож.
Шкуры овец по качеству зависят от породы, возраста, времени убоя, условий содержания и других факторов. Ни в одном виде кожевенного сырья не наблюдается такого различия в структуре и товарных свойствах между шкурами разных пород, времени убоя, как в шкурах овец. Так, свойства кож, получае¬мых из шкур грубошерстных пород, близки к козлине, а шкуры тонкорунных пород с довольно тонким эпидермисом – до 2,5% толщины кожевой ткани – отличаются рыхлостью и слабостью. Шкуры овец всех пород характеризуются большей тол¬щиной сосочкового слоя по сравнению с сетчатым – от 50% у тонкорунных и до 80% у грубошерстных. Этот слой рыхлый вследствие наличия большого числа волосяных сумок, обилия сальных и потовых желез, чем и определяется противоречивый характер взаимосвязи между количеством и качеством шерсти, с одной стороны, и качеством кож – с другой. Тонкие коллаге-новые волокна с горизонтальной вязью формируют такие свойства кож, как небольшая прочность, рыхлость, пластич¬ность. Связь между сосочковым и сетчатым слоями из-за нали¬чия жирового слоя на их границе очень слабая, поэтому в таких кожах часто встречаются дефекты отдушистости, пухлости, отставания сетчатого и сосочкового слоев.
Шкуры коз занимают среднее положение между опойком и овчиной и имеют более совершенное строение по сравнению с овечьими. Их различия – меньшая разрыхленность сосочково¬го слоя, меньшее содержание жировых включений, больший по толщине (до 60%) сетчатый слой, плотное параллельное пе¬реплетение коллагеновых пучков. Такое строение при небольшой толщине делает кожи плотными, мягкими и достаточно прочными. Лицевой слой кожи, выделанной из козлины, жест¬че и прочнее, чем из овчины. Мерея шевро и козлины оригинальна, остатки волосяных сумок образуют рисунок круглых скобочек. Шкуры коз молочных пород дают кожу наилучшего качества – большой плотности и равномерной толщины. Хуже шевро из шерстной козлины – более рыхлое, менее прочное.
У шкуры свиней толщина эпидермиса достигает 6% толщины кожевой ткани, на границе с эпидермисом дерма образует неровности, поэтому ее лицевой слой шероховатый и грубый. Нередко щетина проникает на всю глубину дермы, что придает кожам пористость и повышенную проницаемость. Проникновение щетины нивелирует разницу строения сосочкового и сетчатого слоев. Кроме того, удаление большого количества природного жира приводит к рыхлости и даже тряпичности ко¬жи. В полах вязь пучков коллагеновых волокон рыхлая, в чепрачной части она довольно совершенна, что обусловливает плотность и прочность кож, полученных из этого участка шкуры. Строение кожевой ткани в свиных шкурах также зависит от многих биологических факторов: самые плотные и прочные кожи получают от свиней мясных пород, кожи от свиней саль¬ных пород более рыхлые и менее прочные.
Шкуры буйволов отличаются значительной толщиной дермы. Они имеют хорошо развитый и зажиренный сетчатый слой при сравнительно тонком зажиренном сосочковом и эпителиальном слоях. При этом воротки и полы отличаются большей разрыхленностью плетения коллагеновых пучков. Доля шкур буйволов в кожевенной промышленности невелика.
Чепрак занимает центральное место по обеим сторонам хребтовой линии шкуры и кожи и имеет наиболее толстую, прочную, плотную кожевую ткань. У свиных шкур этот участок называют «крупон». Чепрачные участки кож и крупон исполь¬зуют для ответственных назначений – на юфтевые кожи, обув¬ные верхние кожи, кожи технического назначения.
Полы – крайние боковые участки шкуры (кожи). Вследствие меньшей толщины и плотности – довольно рыхлые и тягучие, особенно у стельных ко-ров. Поэтому они имеют меньшую износостойкость, их используют как под-кладочные обувные кожи, для выработки велюра и одежно-галантерейных кож. Часто встречаются дефекты заполистости и сбежистости тол¬щины кожевой ткани. Часть шкуры (кожи) после отделения пол называют «рыбка».
Вороток занимает площадь между задними впадинами пе¬редних конечностей и нижней линией головной части. Это до¬вольно толстая, плотная и износостойкая часть шкуры, но здесь нередки дефекты молочных линий, воротистости и борушистости. Применяют для неответственных деталей в обуви и для галантерейных изделий.
Огузок расположен ниже линии, соединяющей задниз впадины задних конечностей. Это толстый и довольно плотный износостойкий участок с грубой кожевой тканью. Его используют чаще всего для производства кож технического назначения.
Пашины – участки, прилегающие к конечностям, наиболее рыхлые и тонкие. Их применяют в основном для производства галантерейных изделий.
Хаз занимает заднюю часть конской шкуры. Это наиболее толстый, плотный и прочный участок, из него выделывают обувные подошвенные кожи. В хазе выделяют Шпигели – два овальных участка, симметрично расположенных относительно хребтовой линии. Они характеризуются плотным переплете¬нием коллагеновых пучков, а, следовательно, высокой стойко¬стью к истиранию и низкой водопроницаемостью. На разрезе Шпигели хрящевидны и стекловидны. Раньше из них изготов¬ляли головки сапог, которые практически не намокали.
Передина занимает переднюю основную по величине часть конской шкуры. Ее отделяет от хаза линия волосораздела. Ме¬рея кож, выработанных из передины, похожа на мерею кож из козлины.
Конские шкуры дают кожу хорошего качества, но оно сни¬жается за счет того, что забивают чаще всего старых или боль¬ных животных. Конские кожи имеют самое различное назна¬чение. Из хазов вырабатывают жесткие кожи, из передин – преимущественно мягкие.

3.1.3. Кожевенное сырье
Кожевенное сырье в зависимости от вида животных и массы классифицируют на мелкое, крупное и свиное. Мелкое сырье охватывает шкуры телят, жеребят, овец, коз, верблюжат. К крупному сырью относят шкуры крупного рогатого скота, лошадей, верблюдов, ослов, мулов и других животных. В последнее время как в нашей стране, так и за рубежом повысился интерес к переработке шкур рыб, но о промышленном использовании этого вида сырья говорить пока не приходится.

Более 50% общего количества перерабатываемого сырья приходится на шкуры крупного рогатого скота.
Склизок – шкуры не родившихся или мертворожденных те¬лят с довольно толстым эпидермисом и неплотным переплетени¬ем пучков коллагеновых волокон. Эти шкуры в основном исполь¬зуются для выработки галантерейных кож.
Опоек – шкуры телят, не перешедших на растительную пищу и питав-шихся материнским молоком, с равномерной толщиной и значительной долей сосочкового слоя. Кожа из опойка имеет бо¬лее тонкую и красивую мерею, чем лицевой слой кожи из шкур взрослых животных, что связано с более тонким волосяным по¬кровом опойка.
Выросток – шкуры телят в возрасте до 7 месяцев, перешедших на растительный корм, с более грубой по сравнению с опоком мереей.
Выросток, как и опоек, используется для изготовления кож для верха обуви.
Полукожник – шкуры телок и бычков в возрасте до 1 года. Его струк-тура близка к выростку, но менее равномерна по толщине и с более выраженными складками в воротке (воротистость).
Из этого сырья вырабатывают кожи для верха обуви, обувную юфть и технические кожи.
Бычок – шкуры молодых бычков с выраженной воротистостью и повышенной толщиной в воротке. Его направляют на изго¬товление кож для верха обуви, юфть и стелечные кожи.
Яловка – шкуры коров и коров-маток, которые по своему строению напоминают бычину, но с более тонкими пучками кол¬лагеновых волокон и более выраженной неравномерностью по толщине по сравнению с бычиной, особенно у неоднократно те¬лившихся коров. Из яловки вырабатывают такие же кожи, что из бычины.
Бычина – шкуры кастрированных быков с одинаковым стро¬ением сосочкового слоя по всей площади, предназначенные для производства кож для верха обуви, юфти, подошвенных, стелеч¬ных и других видов кож.
Бугай – шкуры некастрированных быков, отличающиеся боль¬шой неравномерностью по толщине, наличием утолщенных пе¬риферийных участков и очень выраженной воротистостью (борушистостью). Основная область применения бугая – подошвенные и стелечные кожи.
Свиное сырье, которое подразделяется на свиные шкуры, рыбки и шкуры хряков, занимает второе место по объемам пере¬работки после шкур крупного рогатого скота. Дерма чепрачной части этих шкур отличается очень плотным поверхностным слоем из тонких коллагеновых волокон. В средних слоях волокна стано¬вятся толстыми и располагаются под утлом к поверхности шкуры. Для других топографических участков характерно почти го¬ризонтальное расположение волокон. Эти шкуры имеют довольно большую толщину эпидермиса, и у них существует граница между сосочковым и сетчатым слоями. Щетина, покрывающая шкуры свиней, насквозь пронизывает всю их толщину. Они обладают Сраженным подкожно-жировым слоем и большим количеством дастиновых волокон. Поверхность кожи, выработанной из этого сырья, резко отличается от мереи кож специфическим рисунком и наличием отверстий от щетины. Характеристика этого сырья представлена в табл. 3.2.
Шкуры хряков отличаются от других шкур свиней значитель¬ным утол-щением дермы за счет хрящевого нароста в лопаточной области и в воротке.
Из шкур свиней вырабатывают кожи для верха обуви; под¬кладочные, стелечные, галантерейные, перчаточные; юфть, по¬дошвенные и другие.
Шкуры овец характеризуются тонким эпидермисом, большей по сравнению с сетчатым толщиной сосочкового слоя, который отличается рыхлостью из-за густого шерстного покрова, много¬численных сальных и потовых желез, мышц, поднимающих во¬лос, и слабо связан с сетчатым слоем, что служит причиной от¬слаивания сосочкового слоя. Структура дермы образована тонки¬ми горизонтально расположенными коллагеновыми волокнами, что обуславливает невысокую прочность кож из этого сырья, их повышенную тягучесть и водопроницаемость. Шкуры овец имеют площадь 30-100 дм2, массу 1-3,5 кг и толщину 1-3 мм. В кожевен¬ной промышленности используют овчину, которая по состоянию волосяного покрова непригодна для выработки меха. Из нее выра¬батывают кожи для верха обуви и одежды (обувной и одежный шеврет).
К крупному конскому сырью относят шкуры взрослых жи¬вотных – лег-кие массой до 17 кг, тяжелые массой свыше 17 кг с четко выраженными участками Шпигеля. Качество получае¬мых кож зависит от породы животных: шкуры тяжеловесов имеют кожевую ткань, более толстую и грубую, чем шкуры ры¬саков.
Конские шкуры перерабатываются в довольно малом коли¬честве, в ос-новном шкуры больных или старых животных. Ка¬чество сырья в целом не-сколько хуже, чем у шкур КРС.
Свиное сырье подразделяют на мелкое (поросят) площадью 30-70 кв. дм, среднее (свиней) 70-120 кв. дм, крупное (боро¬вов, хряков) свыше 120 кв. дм. В нашей стране разводят более 20 пород свиней, что обусловлено, прежде всего, разнообразием климатических и кормовых условий отдельных районов. Каче¬ство шкур и получаемых кож зависят от породы свиней: от про¬стых (неулучшенных) пород получают небольшую, плотную, грубую, толстую, сбежистую шкуру, от культурных пород – шкуры с меньшей сбежистостью, но более рыхлые.
Лицевой слой шкуры грубый и шероховатый, но имеет по¬вышенную прочность к истиранию, сохраняющуюся в коже. Свиное сырье содержит большое (до50 %) количество жира, поэтому трудно перерабатывается и дает довольно грубые или мягкие кожи всех назначений. Рыхлые кожи часто наполняют предполимерами (акрилатами стирольными, дициандиамидными и др.) или порошками (сульфата магния, талька, крахма¬ла и др.). Из-за невысокой цены их часто используют для про¬изводства детской обуви и одежного велюра.
Шкуры овец существенно различаются по качеству в зависи¬мости от породы, возраста, сезона убоя и других факторов. Так, для производства кожи «шеврет» используют главным образом шкуры овец грубошерстных пород (русская, степная), которые имеют более прочную кожевую ткань. Наилучшим качеством обладают кожи от овец русской породы площадью 40-65 кв.дм, в них меньше встречается дефект отдушистости, осо¬бенно характерный для тонкорунных пород. Овчина степная имеет площадь 40-90 кв. дм. В целом овечьи шкуры дают тон¬кие, рыхлые, тягучие и пластичные кожи, используемые глав¬ным образом как обувные, одежные и галантерейные.
Шкуры коз дают довольно тонкие, прочные с красивым ри¬сунком лицевой поверхности кожи «шевро» (24-60 кв. дм) и «козлина хромовая» (более 60 кв.дм). Породы коз влияют на качество получаемых кож: козлина хлебная (молочная) дает более высококачественные (плотные и эластичные) кожи, чем козлина степная (шерстная). В небольшой мере используются шкуры диких коз (косули, джейрана, сайгака, архара, кабарги). Козлина отличается от овчины более плотной дермой, более грубой, жесткой остью и наличием пуховых волос.
Наиболее ценным для производства верхних кож обуви яв¬ляется сырье из шкур молодых животных (опоек, выросток, жеребок) и шкур коз (козлина, шевро), поскольку они имеют тонкую, но прочную кожевую ткань, а также более гладкую, без прижизненных пороков лицевую поверхность.
Шкуры коз относятся к наиболее ценным видам кожевенного сырья. Они имеют эпидермис небольшой толщины (2,5-4,0% от толщины шкуры), а сосочковый слой составляет 50% от толщины дермы. В отдельных случаях его толщина превышает толщину сетчатого слоя. Дерма этих шкур состоит из толстых волокон с доста¬точно высокой прочностью, которые тесно переплетаются пре¬имущественно в горизонтальном направлении. Это служит пред¬посылкой к получению мягкой и эластичной кожи. По сравнению со шкурами овец в них содержится меньше сальных желез и жиро¬вых клеток. Лицевой слой кожи, выделанный из козлины, жестче и прочнее по сравнению с лицевым слоем овчины. Площадь шкур от 8 до 120 дм2, масса от 0,2 до 6 кг и толщина 1,8-2,5 мм. Из этого вида сырья вырабатывают высококачественные кожи для верха обуви.
Кожевенное сырье заготавливают на мясокомбинате и в специальных пунктах. После снятия шкуры с животного ее очищают грязи, удаляют прирези сала, мяса и другие утяжелители.

3.1.4. Консервирование кожевенного сырья
Шкура, снятая с животного называется парной. Процесс съемки шкуры состоит из ряда последовательных этапов – забеловки, обрядки, промывки, контурирования. При этом шкуру стараются не повредить, не допус¬тить дефектов (подрези, избыточные прирези мяса и сала, раз¬рывы кожевой ткани и др.). Съемку осуществляют по наименее прочному слою подкожно-жировой клетчатки так, чтобы со¬хранить целостность шкуры и соединительную оболочку (фас¬цию) туши.
Забеловка – разрез шкуры по передним конечностям и средней линии живота, по внутренним поверхностям задних конечностей, по морде. Важно строго следовать линиям разре¬за, так как от этого зависит правильность контура шкуры, в противном случае возникает дефект неправильной съемки шкуры. Съемка шкур осуществляется вручную ножом или ме¬ханическим способом с помощью лебедки. Чем упитаннее жи¬вотное, тем легче идет съемка. Съемку целесообразнее произ¬водить сразу после обескровливания, так как с остывшей туши шкура снимается значительно труднее. Шкуры КРС, лошадей, коз, овец снимают пластом по средней линии живота с голов-ной (для КРС) или без головной части шкуры с сохранением шкуры с задних конечностей. При съемке свиных шкур крупонами боковые линии разреза должны быть ровными и прохо¬дить по границам между плотной и рыхлыми частями шкуры без включения пашин. При съемке шкур с туши животного возможны такие пороки, как разрывы, подрези, выхваты, не¬правильные и неровные разрезы кожевой ткани.
Обрядка шкуры имеет целью удалить все загрязнения (грязь, кровь и навал – присохший к шкуре навоз) и утяжелите¬ли – излишние части шкуры (рога, копыта, половые органы, волос хвоста, гривы, холки, уши и др.). Удаляют прирези мяса и сала. При этом тонкий слой мяса («сорочье мясо»), плотно прилегающий к мездре и трудно отделяемый от нее, не считает¬ся утяжелителем и не удаляется во избежание порчи кожевой ткани (пороки подрези, прорези, утонения). Обрядку проводят сразу после остывания шкуры, так как в кожевой ткани начи¬нают бурно развиваться гнилостные процессы.
Промывку проводят после обрядки с целью очистить шкуры проточной водой от грязи, крови, навала. Избыточную влагу по¬сле промывки удаляют в процессе пролежки шкур, для чего их располагают штабелями на выпуклых поверхностях, что уско¬ряет стекание воды. Пролежка не должна продолжаться более 2-3 ч, иначе в парных шкурах начнутся процессы автолиза разрушения материала шкуры под действием микроорганизмов и ферментов. Промывкой достигается не только удаление за¬грязнений, но и значительное снижение количества микроорга¬низмов, что повышает надежность консервирования.
Контурирование шкур проводится с целью придать им опре¬деленные очертания, контур. Для этого обрезают все крайние участки шкур, которые не могут быть использованы в кожах и в то же время будут затруднять процессы выработки кож. Так, при излишне длинных участках конечностей во время враще¬ния в обрабатывающих аппаратах шкуры перекручиваются, образуя сплошной комок. Правила контурирования шкур устанавливаются в каждой стране.
Места убоя скота и кожевенные перерабатывающие предприятия обычно разделены территориально, а процессы убоя и выделки кож разделены во времени. После убоя под действием гнилостных микроорганизмов, которых в парной шкуре обнаруживается до 20 видов, происходят различные процессы, приводящие к значительным изменениям свойств кожевой ткани шкуры: распадаются компоненты, ослабляется связь волоса с кожевой тканью, изменяется структу¬ра кожевой ткани. Поэтому возникает необходимость предохранять парное сырье от разложения. Эту роль выполняют процессы консервирования.
Цель консервирования – прекратить или не допустить развития микроорганизмов, разрушающих структуру кожевой ткани.
Сущность консервирования шкур состоит в том, что они частично обезвоживаются (процессы усола и усушки) и насыщаются консервантами, в результате чего деятельность микро¬организмов приостанавливается или они погибают из-за от¬сутствия нормальной для их жизнедеятельности среды. Авто-литические процессы более активно протекают в шкурах пресносухого и сухосоленого консервирования. Бактерии в консервированных шкурах не проникают в толщу кожевой ткани и развиваются только в ранние сроки после консервиро¬вания. Если правильно и своевременно провести процесс кон¬сервирования, структура кожевой ткани сохранится практиче¬ского без ощутимого разрушения.
Основным консервирующим веществом для кожевенного сырья служит поваренная соль как наиболее доступный и де¬шевый продукт. Действие NaCl по обезвоживанию состоит в том, что концентрированный раствор соли создает осмотиче¬ское давление и соль диффундирует из этого раствора во влагу, находящуюся в кожевой ткани, благодаря чему выравниваются давления растворов снаружи и внутри кожевой ткани. Одно¬временно часть влаги замещается поваренной солью, происхо¬дит процесс усола шкур, т.е. потери ими определенного коли¬чества влаги.
В зависимости от вида консерванта, технологии процессов различают следующие способы консервирования: мокросолением – сухим посолом врасстил или в насыщенном растворе хлорида натрия (тузлукование); сушкой засоленного врасстил сырья (сухосоление); кислотно-солевым способом (пикельным); сушкой парного без засолки сырья (пресно-сухое); замо¬раживанием, радиационной обработкой. Эти способы основа¬ны на различных принципах консервирования: пониженной влажности, пониженной температуры, химической модифи¬кации белков шкуры.
Консервирование врасстил осуществляется так: шкуры укла¬дывают друг на друга в штабель кожевой тканью вверх и пересыпают поваренной солью в количестве 40% массы парной шкуры (рис. 9). При этом соль проникает во влагу, которая со¬хранилась в шкуре.

Рис. 9. Укладка шкур в одинарные штабеля при засолке врасстил
Процесс проникновения NaCl в менее концентрированный раствор соли в шкуре проходит до того момента, пока не устано¬вится равновесное осмотическое давление в кожевой ткани шкуры и слое соли. Длительность консервирования зависит от вида шкуры и может меняться от 2 до 4 суток. Образующийся со¬левой раствор (рассол) постепенно стекает, влажность шкуры уменьшается с 65 в парной до 46 % в консервированной. Про¬цесс потери влаги носит название усола. В нормально засолен¬ной шкуре усол составляет 13%. Данный способ применяется очень широко, так как довольно прост и не требует специально¬го оборудования; шкуры остаются эластичными, удобны для транспортирования; приведение шкур в парное состояние не затруднено (в отличие от высушенных шкур).
Способ тузлукования применяется реже, чем консервиро¬вание врасстил, поскольку требует больших емкостей для рас¬твора (тузлука) и приготовления самого раствора. Шкуры обрабатывают 35%-ным раствором поваренной соли (в чанах, барабанах, баркасах) в течение 10-20 ч. После окончания туз¬лукования шкуры в течение 2 ч находятся на пролежке для стекания раствора. Затем их подсаливают сухой солью в количест¬ве 15% массы парного сырья. Усол массы шкуры составляет 17%, а влажность не должна превышать 46-48%. Из тузлуко-ванных шкур кожи получаются более мягкими и нежными на ощупь, так как кожевая ткань просаливается равномерно и ус¬тойчива к микроорганизмам (в отличие от сухосоленых или пресно-сухих).
Метод сухосоления заключается в том, что шкуру сначала обрабатывают солью врасстил и после пролежки (1-3 дня) су¬шат на воздухе без попадания солнечных лучей или в сушилках. Усушка при этом составляет 55%, а конечная влажность шку¬ры 20%. Хорошо высушенная шкура упруга, при ударах суста¬вами пальцев по ее мездре слышен отчетливый звук, волосяной покров на ощупь сухой. Преимущества метода – меньшая мас¬са шкуры и меньший расход соли. Но метод менее надежен, так как соль гигроскопична (впитывает влагу из воздуха). Кроме того, высушенные шкуры жесткие, что приводит к появлению такого дефекта, как-ломина.
Пресно-сухое консервирование – сушка парной шкуры до влажности 15%, когда усушка составляет 55-60%. Простая сушка применяется в исключительных случаях, когда нет воз¬можности применить другие способы консервирования. Дан¬ный способ ненадежен – шкуры подвержены плесневению и гниению, действию моли и кожееда, кожевая ткань с трудом отмачивается в кожевенном производстве.
Кожевенное сырье, консервированное с применением со¬ли и сушки, разделяют на четыре группы: нормально засоленные, недосоленные, пересушенные и нормально засушенные шкуры. Качество консервирования учитывается при разработке технологии выделки кож и расчете массы или площади при¬нимаемого сырья.
Замораживание – способ консервирования при пониженной температуре. Этот способ применим только в соответствующих климатических условиях, так как при повышении тем¬пературы шкуры легко размораживаются. Метод ненадежен и используется как временный, промежуточный – такие шкуры для дальнейшего хранения консервируют другими способами. Потеря массы при замораживании шкур составляет 5%, кожевая ткань в замороженном состоянии легко ломается. При химической модификации консервирование шкур мо¬жет осуществляться двумя способами – пикельным и радиаци¬онным.
Кислотно-солевой (пикельный) способ состоит в том, что шкуры обрабатывают смесью из алюминиевых квасцов (7,5%), хлористого аммония (7,5%) и поваренной соли (85%). Смесь наносят на мездровую поверхность шкуры и втирают ровным слоем. Шкуры укладывают в штабель высотой 1 м и оставляют на 7 суток. Взаимодействуя с влагой шкуры, смесь образует пи-кельный раствор. Наиболее распространенный состав пикеля: 15-20 %-ный раствор хлорида натрия и 2 %-ный раствор соля¬ной НСl или серной H2SO4 кислоты. Действие этого раствора приводит к химическим изменениям основного белка шкуры – коллагена. Кожевая ткань становится сухой (ссушинкой), мяг¬кой и довольно хорошо консервируется.
Радиационный способ применяется только с исследователь¬ской целью, так как требует сложного оборудования. При ра¬диационном воздействии структура коллагена изменяется, ко¬жевая ткань становится более прочной, надежно законсерви¬рованной.
Для усиления и ускорения процессов консервирования применяют в очень незначительных количествах кремнефтористый натрий, парадихлорбензол, кальцинированную соду, нафталин.
На мясокомбинатах большинство шкур не мездрят. Значи¬тельная часть сырья не охлаждается, хранится при довольно высокой температуре, что вызывает их быстрое бактериальное разрушение. При приемке таких шкур их обязательно подвер¬гают дообработке – досаливанию, удалению утяжелителей, ан¬тисептической обработке.
Хранение шкур осуществляется при температуре 12-15°С на складах, обработанных дезинфицирующими средствами (парадихлорбензолом, нафталином, монохлорамином, фено¬лом и др.) без доступа солнечных лучей, влаги; обязательна за¬щита от грызунов, моли и кожеедов. Сырье различных спосо¬бов консервирования имеет свои особенности хранения. Для Проверки сохранности сырья систематически проверяют внутриштабельную температуру, при температуре выше 22°С штабель должен быть разобран. Одновременно ведут органолептическое наблюдение за состоянием шкур (наличие гнилостно¬го запаха, вредителей, плесени, теклости, выпадения волос и т.п.). Мокросоленые шкуры хранят отдельно от высушенных, влажность воздуха для их хранения должна составлять 70-80%. Для хранения сухосоленого и пресно-сухого сырья влаж¬ность воздуха не должна превышать 70%.
Для хранения шкуры обычно укладывают в штабели раз¬личной высоты в зависимости от вида сырья и способа консер¬вирования. Применяют и специальные методы укладки – фартушение, тюки, при которых кожевая ткань более изолирована от внешней среды и лучше сохраняет влагу.

3.1.5. Производство кожи
Кожа – это дерма шкуры животного, у которой в основном сохранена волокнистая структура, но физические, механические и химические свойства ее структурных элементов изменены в за¬висимости от назначения кожи. В процессе производства ей при¬даются атмосфероустойчивость, меньшая по сравнению со шку¬рой деформируемость, подверженность действию бактерий, мик¬роорганизмов и набухаемость в воде, более высокая пористость и термостойкость и ряд других свойств.
В зависимости от назначения кожи подразделяются на:
 кожи для верха обуви,
 кожи для низа обуви,
 одежные,
 галантерейные
 технические кожи.
Для получения того или иного типа кожи наряду с правильным выбором сырья необходимо выполнить целый комплекс процессов и операций, позволяющих удовлетворить требования в отношении физико-механических, гигиенических, эксплуатационных и других свойств, а также химического состава.
Все процессы и операции кожевенного производства можно разделить на 4 стадии:
1. Получение недубленого полуфабриката (голья) определенной структуры и химического состава после проведения отмочнозольных и преддубильных процессов (обеззоливание, мягчение, пикелевание) и операций (мездрение, двоение).
2. Фиксация полученной структуры голья с целью придания ему устойчивости к бактериальным и термическим воздействиям и других свойств (в соответствии с назначением кожи) посредством обработки минеральными и органическими дубителями или различными их комбинациями в сочетании с механическими операциями.
3. Придание дубленому полуфабрикату необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств в результате проведения кра-сильно-жировальных процессов и операций (нейтрализация, крашение, жирование, додубливание, наполнение, отжим и разводка).
4. Получение готовой кожи с окончательно сформированной структурой и свойствами в результате сушки, увлажнения, тяжки и ряда других механиче-ских операций; покрывного крашения, прессования; а в случае для кож низа обуви – увлажнения и прокатки.
Между отдельными процессами и операциями полуфабрикат оставляют на пролежку для равномерного распределения влаги или введенных в него веществ по толщине и площади или восстановления его структуры после механических операций.

3.1.6. Отмочно-зольные процессы и операции
Отмочно-зольные процессы и операции охватывают промывку, мездре-ние, золение, обезволашивание, двоение, причем пос¬ледовательность их проведения зависит от вида кожевенного сырья, метода обезволашивания и целевого назначения кожи.
Промывку и отмоку консервированного сырья проводят для максимального приближения шкур к парному состоянию по степени обводнения и микроструктуре. При этом из них удаляют консервирующие вещества, антисептики, грязь, кровь и растворимые белки. Продолжительность отмоки зависит от вида сырья, способа консервирования, температуры и объема воды, количества поверхностно-активных и других ускоряющих процесс веществ и механического воздействия и составляет 6-48 часов. Ее проводят в чанах, подвесных барабанах и на другом оборудовании с программным и автоматическим управлением (рис. 10).

Рис. 10. Шнековые барабаны
Неправильное проведение отмоки затрудняет выполнение всех последующих процессов и операций и является причиной многочисленных дефектов.
Золение и обезволашивание. Процесс обезволашивания и золения служат для удаления волосяного покрова. Обезволашивание уменьшает прочность связи волоса с дермой, а золение разрыхляет волокнистую структуру дермы.
Способы проведения золения и обезволашивания зависят от вида перерабатываемого кожевенного сырья и назначения кожи. Так, при выработке жестких кож для низа обуви ограничиваются золением с последующей сгонкой шерсти.
Юфтевые обувные кожи вырабатывают с применением дополнительного (обжорного) золения после сгонки шерсти; этим обеспечиваются некоторое разрыхление кожевой ткани и сообщение большей мягкости готовому фабрикату.
При выработке хромовых кож для верха обуви из опой¬ка, выростка, полукожника, легкой яловки, козлины и овчины обезволашивание и сгонка шерсти дополняются золением для разрыхления дермы и обеспечения необходимой мягкости кож.
Свиные шкуры перед золением подвергают операции механического выдергивания щетины, выполняемой при помощи специальных машин.
В процессе золения шкуру обрабатывают водной суспензией извести (известковым молоком) с добавлением или без добавления сернистого натрия под действием щелочей нарушается связь эпидермиса и волоса с дермой; одновременно растворяются межволоконные вещества и расщепляются коллагеновые волокна на более мелкие, что приводит к разрыхлению дермы. От характера изменений шкуры в процессе золения зависят плотность, прочность, тягучесть и другие ценные свойства кожи.
Обезволашивание, осуществляется путем нанесения на мездряную сто-рону шкур кашицы из смеси гашеной извести и сернистого натрия. Шкуры, намазанные такой кашицей, поступают на пролежку длительностью от 4 до 8 ч. В результате проник¬новения раствора извести и сернистого натрия внутрь шку¬ры разрушаются белковые вещества, обусловливающие связь эпидермиса и волоса с дермой. Обезволашивание намазью применяют при переработке шкур небольшой толщины с ценной шерстью: опойка, выростка, полукожника, легкой яловки, козлины и овчины.
Обезволашивание проводится с сохранением волоса или с его разрушением («сжиганием»). Обработка при низких концентрациях сульфида натрия (0,8-1,2 г/л) с подкрепкой каждые 4-6 часов до начального его содержания приводит к ослаблению связи волоса со шкурой, затем волос удаляется на волососгонных машинах или в случае свиного сырья – на щетинодергательных машинах. В последние годы разработаны технологии обезволашивания с сохранением волоса на базе использования ферментных препаратов («ферментативное обезволашивание»). С этой целью используется фермент оризон, получаемый из особого вида плесневого грибка.
Обезволашивание со «сжиганием» шерсти проводят при более высоких концентрациях сульфида натрия, но за более короткий промежуток времени.
При обезволашивания овчины и козлины применяют агрегаты, в которых раствор сернистого натрия двукратно подается распыливающими установками на мездряную поверхность, а затем шкуры выдерживаются в камере в течение 60-75 мин.
Общая продолжительность процессов золения и обезволашивания в зависимости от вида кожевенного сырья и его назначения, температуры и состава зольных жидкостей, типа применяемой аппаратуры (чаны, баркасы, барабаны, шнековые аппараты), системы золения и других условий колеблется от 0,5-1 до 6-8 суток.
Несоблюдение параметров обезволашивания и золения приводит к неполному удалению волоса, к появлению дефектов подседа, снижению выхода кож по площади, высокой плотности структуры кожевой ткани.
Шкуры после удаления волоса и золения называют ГОЛЬЕМ.
Мездрение. Составной частью отмочно-зольных процессов является мездрение, которое проводят (в зависимости от вида кожевенного сырья и способа его консервирования) до или после отмоки и обязательно – после золения.
Сущность мездрения заключается в отделении подкожной клетчатки (мездры) от дермы. Большей частью мездрение проводят два раза.
Первое, предварительное, мездрение выполняют в процессе отмоки с целью ускорения обводнения шкуры.
Второе мездрение осуществляют в голье после сгонки шерсти или после сгонки шерсти и золения для полного удаления остатков мездры.
Для отделения (срезания и сдирания) подкожной клетчатки со шкур и голья используют мездрильные машины.
При этом происходит удаление подкожной клетчатки (мездры), которая препятствует протеканию в шкуру веществ, применяемых для ее обработки.

Рис. 11. Мездрильная машина
Мездрение проводят на мездрильной машине (рис. 11), которая снабжена ножевым 1 и транспортирующим 2 валами. На ножевом валу, вращающемся с очень большой скоростью, установлены спиральные ножи. К ним подается шкура с прижимным валом 3 и происходит срезание мездры.
Отходы (срезанная мездра) используется для приготовления мездрового клея, кормов для животных. После ослабления связи волоса с дермой в процессе обезволашивания волос легко удаляется на волососгонных машинах, которые по своей конструкции напоминают мездрильные, но используют затупленные винтовые ножи.
Чистка лицевой поверхности голья. Операция проводится для удаления остатков волоса и грязи. Чистку осуществляют на волососгонных или чистильных машинах, а также вручную. Голье, прежде всего, подвергается чистке лицевой поверхности с целью удаления оставшегося волоса (при обезволашивании с сохранением волосяного покрова).
Двоение. Двоение (распиливание по толщине) состоит в выравнивании по толщине и разделении голья на слои. При этом происходит не только уменьшение толщины шкуры, но и ее выравнивание по площади с получением двух слоев: верхний слой называется лицевым спилком, нижний – бахтармяным. Таким образом, достигается рациональное использование кожевенного сырья, в первую очередь при переработке шкур крупного рогатого скота средних и тяжелых развесов в производстве кож для верха обуви и других.
Бахтармяный спилок в зависимости от толщины может использоваться для производства кож для верха обуви, подкладки, галантерейных изделий и даже стелечных кож, то есть из одной шкуры удается изготовить две кожи.
Двоение осуществляют на двоильно-ленточных машинах, в которых ис-пользуется быстродвижущийся в горизонтальной плоскости стальной ленточный нож, а шкура принудительно подается ему навстречу (рис. 11).
Двоение в голье позволяет добиться более высокого выхода готовых кож из лицевого спилка по площади, существенно сократить продолжительность преддубильных и дубильных процессов и упростить переработку коллагенсодержащих отходов.
При двоении после дубления существенно увеличивается выход бахтармяного спилка как по площади, так и по толщине, за счет более высокой точности выполнения этой операции, и исключается необходимость раздельной обработки лицевого и бахтормяного спилков от золения до дубления.
Раскраивание голья. Шкуры крупного рогатого скота средних и тяже-лых развесов очень неудобны в обращении при выработке кож и при раскрое на обувных фабриках из-за площади (400-500 дм2) и массы (20-35 кг). Поэтому голье после двоения и полуфабрикат после дубления подвергают раскраиванию – сегментации. В производстве кож для низа эта операция называется чепракованием, и в этом случае шкуру разрезают на чепрак, вороток и две полы.
При изготовлении кож для верха шкуры разрезают по хребтовой линии на полукожи или на три элемента: сначала отрезают вороток с получением шкуры без воротка, которую затем разрезают по хребтовой линии с получением двух полукулатов. Тяжелые шкуры свиней перерабатывают целыми, или у них отрезают полы с получением конфигурации, называемой «рыбкой», или полы и вороток с получением крупонов.
ВЫВОД: Таким образом, отмочно-зольные процессы и операции обеспечивают не только удаление ненужных составляющих (волосяно¬го покрова, мездры, ретикулиновых и эластиновых белков), но и создают структуру шкуры, а также предварительные условия для успешного проведения последующих процессов и получения необходимых свойств готовой кожи. Варьируя в достаточно широких пределах параметры этих процессов и операций, можно обеспе¬чить выработку кож различного целевого назначения даже из од¬ного и того же кожевенного сырья.

3.1.7. Преддубильные процессы и операции
Для проведения процесса золения была использована известь, которая частично поглотилась гольем и даже химически связалась с ним, придав ему сильнощелочной характер. Для нормального проведения всех последующих процессов и получения неломкой, нежесткой кожи соли кальция должны быть удалены из шкур. Это происходит во время промывки и обеззоливания.
Обеззоливание и промывка. Золеное голье содержит в свободном и частично в связанном состоянии гидроксид кальция и сульфид натрия. Под воздействием на голье кислот и солей (чаще всего сульфата аммония) образуются легковымываемые водой соли. Для уменьшения расхода кислот и солей голье перед обеззоливанием промываютв проточной воде, а затем обрабатывают раствором сернокислого аммония (NH4)2SO4, что позволяет удалить часть гидроксида кальция и сульфида натрия. Неполное удаление гидроксида кальция из голья при обеззоливании приводит к ломкости и сухости лицевой поверхности кожи.
Мягчение. Голье, предназначенное для производства кож для верха обуви, мягчат. Этот процесс состоит в воздействии на голье ферментов – специфических белковых веществ, вырабатываемых животными или растительными организмами, являющихся биологическими катализаторами. Чаще всего применяют препараты поджелудочной железы КРС или ферменты растительного и микробного происхождения (оризон, оризин ПС и ПК, протосубтилин Г-Зх и др., в последнее время для этого стали применять перекисные соединения).
Ферменты частично расщепляют коллаген, что облегчает проникание дубящих веществ в голье и повышает мягкость кожи. После мягчения голье промывают от ферментов.
Основными факторами, влияющими на процесс мягчения голья, являются: активность мягчите ля и его концентрация в мягчильной жидкости, температура мягчильной жидкости, продолжительность мягчения, интенсивность ме¬ханических воздействий на голье в процессе мягчения.
Продолжительность мягчения в зависимости от вида обрабатываемого голья и его назначения колеблется от 10-20 мин до 3-5 ч. Мягчение иногда совмещают с обезжириванием.
Пикелевание. Голье, которое будет дубиться солями хрома, должно иметь кислую реакцию. Это достигается пикелеванием – обработкой голья растворами серной или соляной кислоты и хлорида натрия. Пикелевание еще больше разъединяет волокна дермы и частично обезвоживает голье, что ускоряет дубление.
Длительность пикелевания составляет от 15 мин до 6 ч при выработке кож для верха обуви и до 12-14 ч при выработке кож для низа обуви.
В результате пикелевания увеличивается проницаемость голья, облегчается последующее проникновение дубящих веществ в голье, достигается более равномерное распределение этих веществ по толщине кожи.
При изготовлении отдельных видов кожи (например, кож для низа обуви хромтанидного дубления) пикелевание заменяют солеванием, т.е. обработкой голья растворами обезвоживающих солей (сернокислого аммония или серно¬кислого натрия в смеси с поваренной солью).
Подготовительные процессы от обеззоливания до пикелевания чаще всего проводят в одном барабане, последовательно меняя обрабатывающие растворы.
Обезжиривание. При переработке кожевенного сырья, содержащего большое количество природного жира (свиных шкур, овчины, степной козлины), голье подвергают обезжириванию с помощью ферментных препаратов поверхностно активных моющих веществ или их смеси с органическим растворителем (керосин, уайт-спирит, перхлорэтилен, дихлорэтан),. Иногда приходится проводить этот процесс в несколько стадий, чтобы добиться необходимой степени обезжиривания.
Обезжиривание голья совмещают с пикелеванием или проводят после мягчения. В отдельных случаях полуфабрикат обезжиривают после дубления.
Несоблюдение технологии проведения подготовительных операций приводит к получению дефектов кожи:
 при неправильном двоении на голье получаются порезы, выхваты и перепилы.
 недостаточно тщательная чистка лица вызывает неравномерную окраску кожи
 плохо обезжиренное голье приводит к снижению адгезии покрывной пленки к дерме. (Адгезия (прилипание) – сцепление разнородных поверхно-стей).
 при сильном мягчении кожа становится отдушистой и сильно тягучей.
 недостаточное мягчение голья приводит к образованию более грубой, шероховатой лицевой поверхности кожи и т. п.

3.1.8. Дубление
Дубление является одним из важнейших процессов при изго¬товлении кожи. Оно коренным образом изменяет физико-химические и механические свойства голья, превращая его в выдубленный полуфабрикат. В ходе этого процесса дубящие вещества (дубители) проникают в структуру дермы и взаимодействуют с функциональными группами коллагена с образованием простран¬ственной структуры. Благодаря этому дубление уменьшает усадку полуфабриката при последующей сушке, его деформируемость и степень набухания в воде, увеличивает пористость, упругость, устойчивость к действию различных химических веществ, бакте¬рий и ферментов. Но самым главным показателем дубления явля¬ется существенное увеличение термостойкости полуфабриката, что позволяет вести дальнейшие процессы и операции при более вы¬соких температурах и применять готовые кожи для изготовления обуви и кожгалантерейных изделий, во время которого они под¬вергаются значительным термовоздействиям.
Дубление представляет собой сложный физико-химический процесс, ко-торый начинается с проникания дубящих соединений в структуру дермы и заканчивается их связыванием с активными группами коллагена. Эти стадии процесса связаны друг с другом и протекают параллельно. Связывание дубителей происходит с об¬разованием не менее одной связи, в том числе поперечных связей (мостиков), если дубитель соединяет смежные макромолекулярные цепи. Прочность этих связей зависит от природы дубящего соединения, то есть от вида дубления.
Выдубленная кожа существенно отличается по свойствам от голья. Она не загнивает при увлажнении и не становится более же¬сткой при сушке. Вы-дубленная и отделанная кожа имеет более вы¬сокие показатели физико-механических и гигиенических свойств, лучшие эстетические свойства.
Дубление – это процесс превращения голья в кожу в резуль¬тате взаимодействия дубящих веществ с белками. Важным показа¬телем степени дубления и качества кожи является температура сваривания. Температура сваривания фиксируется, когда конфигу¬рация и размеры голья или выделанной кожи при нагревании из¬меняются вследствие сваривания белков. Температура сваривания голья составляет 40-60°С, кожи 80-120°С. Дубление кроме по¬вышения температуры сваривания уменьшает усадку кожи при сушке, степень набухания ее в воде, увеличивает пористость, гиб-кость, упругость, стойкость к воздействию химических реагентов, бактерий и ферментов.
Дубящие вещества относятся к неорганическим или органиче¬ским соединениям. В качестве неорганических дубителей приме¬няют основные соли хрома (III), циркония (IV), титана (IV), алю¬миния (III). В зависимости от дубящих веществ метод дубления назван хромовым, циркониевым, титановым, алюминиевым.
В качестве органических дубителей применяют растительные дубящие вещества (танниды) и синтетические дубители (синтаны), некоторые смолы (например, мочевиноформальдегидные), а также жир рыб и морских зверей. Методы дубления, при которых используют указанные вещества, называют соответственно таннидным, синтанным, альдегидным и жировым.
Отечественные экстракты таннидов получают переработкой коры ивы, ели, лиственницы, древесины дуба, других деревьев и растений. Синтетические дубители представляют собой продукты конденсации, главным образом, фенолов и нафтолов формальде¬гидом.
Применяют комбинированные методы дубления, например, хромтаннидное, хромсинтанное, хромциркониевосинтанное и др.
Таннидное дубление. Дубление таннидами известно уже не¬сколько тысячелетий. Еще в середине прошлого века голье засы¬пали измельченными дубильными веществами и заливали водой. Процесс дубления продолжался иногда до двух лет. Использова¬ние дубильных растворов, содержащих большое количество тан¬нидов, позволило сократить длительность этого процесса. Чисто таннидное дубление в настоящее время почти не применяется вследствие длительности процесса, недостаточной связи таннидов с белком кожи и низкой температуры сваривания.
Хромовое дубление. Хромовым дублением вырабатывают кожи для верха и подкладки обуви. Дубящими свойствами обладают комплексные многоядерные основные соли хрома (III), которые получают восстановлением дихромата натрия (хромпика) патокой в кислой среде. Наиболее распространено однованное дубление в непрерывно вращающихся барабанах, реже – в шнековых аппа¬ратах. Дубление производят отработавшим пикельным раствором, вливая при вращении барабана раствор хромового дубителя. На первой стадии дубления создаются условия для диффузии солей хрома, а при добавлении растворов сульфита или бикарбоната на¬трия улучшается связь хрома с коллагеном полуфабриката. Хромо¬вое дубление длится в зависимости от вида сырья и назначения кожи 6-14 ч.
Для проверки качества кожи определяют температуру сварива¬ия или делают пробу на продубленность. Образец кожи помеща¬ют в кипящую воду на 5 мин. Если после этого усадка образца по площади не превышает 5%, то кожа считается продубленной.
Дубящими свойствами обладают лишь основные соли трехвалентного хрома, т.е. соли, содержащие одну или не¬сколько гидроксильных групп (например, Cr(OH)SO4, Cr2(OH)4SO4 и др.). Основность хромовых солей тем выше, чем больше гидроксильных групп приходится на содержа¬щийся в них хром. Подавляющую часть хромовых кож для верха обуви вырабатывают по так называемому однованному методу дубления. Сущность его заключается в обработке голья водными растворами основных хромовых солей, зара¬нее приготовленными из хромсодержащих материалов (глав¬ным образом бихроматов натрия Na2Cr207, 2Н2О и калия К2С2О7).
Процесс однованного дубления складывается из диффу¬зии хромовых соединений внутрь голья и связывания этих соединений с коллагеном.
Скорость диффузии основных солей хрома зависит от степени разрыхления голья в процессе золения, мягчения и пикелевания, от основности хромовых дубильных раство¬ров (соков), кислотности голья, концентрации дубящих ве¬ществ и температуры растворов, механических воздействий и др. Смешиванием дубителей и комбинацией дубления дос-тигается ускорение технологического процесса и повыше¬ние качества получаемой кожи.
Хромовое дубление заключается в обработке голья водны¬ми растворами солей трехвалентного хрома. В промышленнос¬ти используют хромовые квасцы натрия – Na2Cr2(SO4)4 • 24Н2О, реже хромовые квасцы калия – K2Cr2(SO4)4 • 24Н2О или ос¬новные сульфаты хрома – Cr(OH)SO4, получаемые из био¬хромата натрия (Na2Cr2Cy • 2H2O) восстановлением шестива¬лентного хрома до трехвалентного комплекса в кислой среде с восстановлением по схеме Na2Cr207 + 3H2SO4 + R —> 2Cr (OH)SO4 + 2Na2SO4 + RO + Н2О, где восстановителем (R) может быть глюкоза, опилки дерева, хлопковые волокна и другие вещества.
Состав дубящих сульфатных соединений хрома, получен¬ных по приве-денной схеме, изменяется в зависимости от кон¬центрации ионов хрома, способа восстановления, времени выдержки (старения) и рН раствора. Важной характеристикой дубящей способности хромового комплекса является показатель основности, выражаемый в процентах отноше¬ния количества гидроксилов комплекса к общей валентнос¬ти хрома. Основность комплекса Cr(OH)SO4 условно прини¬мается за 33,7%, Cr4(OH)6(SO4)3 – за 50, Cr2(OH)4SO4 – за 56,7 и Сг(ОН)3 – за 100% .
Считают, что повышение основности сопровождается увеличением количества ионов хрома в комплексе, укруп¬нением дубящих частичек и ускорением связывания дубигеля с белком. Однако укрупненные комплексы труднее про¬водят в дерму к местам реагирования и откладываются на поверхности субстрата, задубливая наружные слои и остав¬ляя непродубленными остальные области. Во избежание непродуба начинают дубление кожи растворами малой основ¬ности и заканчивают процесс комплексами повышенной основности, добавляя в систему кальцинированную соду, нейтральные соли и другие вещества (лиганды), которые маскируют активные группы и превращают катионные ком¬плексы в анионные или нейтральные. При основности 50% дубящие частички достигают диаметра 0,6-1,2 дм, содержат от 4-5 до 12-40 атомов хрома и обладают положительным, отрицательным или нейтральным зарядом в зависимости от вида восстановителя, что определяется электрофорезом по движению комплексов к аноду и катоду.
Из всех известных активных групп боковых радикалов коллагена наиболее вероятной возможностью реагирования с комплексами хрома обладают карбоксильные группы дикарбоновых аминокислотных остатков (аспарагиновой и глутаминовой аминокислот) и в меньшей степени аминогпы лизина и оксилизина до образования ковалентных вязей, которые в состоянии обеспечить повышение темпе¬ратуры сваривания голья до 100°С и более. В цепях кол¬лагена указанные аминокислоты расположены на таком удалении, что одна частичка максимального диаметра в со¬стоянии создать внутрицепные, межцепные (внутримо¬лекулярные) и межмолекулярные мостики, влияющие на свойства кожи.
Дубление хромовыми комплексами выполняют в специ¬альных вращаю-щихся барабанах или в баркасах (реже). Продолжительность дубления 8-12 ч. Начинают дубление голья после пикелевания и мягчения в кислой среде раство¬рами малой основности, а заканчивают процесс в среде, близ¬кой к нейтральной, добавляя в систему карбонат натрия или соли органических кислот. Дубление продолжают до полу¬чения удовлетворительной продубленности кожи, контроли¬руемой пробой на «кип». Если усадка пробы 3х4 см от са¬мого плотного и толстого участка кожи составляет не более 5%, то считается, что процесс дубления закончен и кожа про¬дублена.
Хромовая кожа обладает характерной зеленовато-голу¬боватой окраской, которая просматривается на поперечном срезе даже окрашенных кож. В сухом состоянии кожи обла¬дают умеренной мягкостью и эластичностью, устойчивы к слабым кислотам и щелочам, их нельзя размочить до состо¬яния голья. Наряду с этим хромовая кожа сравнительно быстро намокает и пропускает воду, что ограничивает ее при¬менение для деталей низа обуви.
Дубление выполняют строго по отработанной и утверж¬денной техноло-гии, так как отклонение от нее сказывается на качестве кожи и приводит к по-явлению пороков, таких как жестеобразная или жесткая кожа с признаками не про-дуба, садка или стяжка лицевого слоя в виде трещин и морщин, искажающих естественный рисунок мереи, намины, придающие коже мятый внешний вид из-за наличия устой¬чивых складок или морщин от механических воздействий на полуфабрикат.
Хромтаннидносинтанное дубление. При производстве кож для низа обуви и юфти голье хромируют для ускорения последующего дубления таннидами и синтанами и повышения износостойкости кожи. При хромтаннидном дублении голье сначала обрабатывают солями хрома, но меньшим количеством их, чем при однованном хромовом дублении. Затем голье обрабатывают растворами танни¬дов или синтетических дубителей. Такой метод позволяет резко сократить длительность процесса по сравнению с таннидным дуб¬лением и улучшить качество кожи. Замена таннидов синтетиче¬скими дубителями снижает себестоимость кожи.
Хромциркониевое и хромциркониевосинтанное дубление. При из-готовлении кож для верха обуви голье обрабатывают раствором комплексного хромциркониевого дубителя. Выдубленные таким образом кожи отличаются гладкой лицевой поверхностью, свет¬лой равномерной окраской, повышенными сопротивлением ис¬тиранию и эластичностью. При выработке кож для низа обуви хро¬мированное голье обрабатывают раствором дубящих соединений циркония! Голье, дубленное солями циркония, имеет более кис¬лую реакцию, поэтому после дубления полуфабрикат нейтрализу¬ют, а затем додубливают синтетическими дубителями. Часть солей циркония может быть заменена солями титана. Иногда вместо хромирования голья проводят хромсинтанную обработку с после¬дующим дублением солями циркония.
Жировое дубление. Жировым дублением вырабатывают замшу. При дублении в голье вводят большое количество жира (до 70% массы голья) тюленьего, трескового, дельфиньего. В жир добавля¬ют катализаторы окисления. Голье пропитывается жирами в не¬прерывно вращающемся барабане, в который подается нагретый воздух. Продукты окисления жира взаимодействуют с белками кожи, в результате чего она становится более мягкой и водостой¬кой. Дорогостоящее сырье и материалоемкая технология позволя¬ют применять жировой метод в очень редких случаях, только при производстве ворсовой кожи и замши. В большинстве случаев вор¬совые кожи изготовляют хромовым методом дубления из спилка, велюра и т. п.
Алюминиевое дубление применяют при выделке кож типа лайки из шкур овец, диких коз и реже собак. Соедине¬ния алюминия отличаются меньшей стабильностью по срав¬нению с хромовыми соединениями, хотя образование комп¬лексов этого элемента имеет много аналогичных признаков. В кожевенной промышленности используют алюминиевые квасцы – Na2Al2(SO2)4 • 24Н2О и сульфат алюминия – A1(OH)SO4 • 2Н2О. Особенностью солей алюминия является значительно большая способность, чем у солей хрома, обра¬зовывать нерастворимые основные соединения при сравни¬тельно низкой основности. Учитывая неустойчивость алю¬миниевых комплексов в растворе, ранее дубление лайки совмещалось с жированием яичным желтком и наполнени¬ем пшеничной мукой. Дубление выполняют в барабане до полного поглощения приготовленной смеси (до чистой воды) при температуре 20-22°С. После дубления кожам дают про¬лежку, затем их сушат и отделывают. Полученную кожу бе¬лого цвета окрашивают в черный, серый, бежевый и другие цвета.
Для лайки или кожи алюминиевого дубления характер¬ными являются неустойчивость ее к действию холодной воды, в которой кожа набухает и раздубливается, а после высушивания становится жесткой и малотягучей. Кожа, выдубленная солями алюминия без совмещения жирования и наполнения, отличается от лайки меньшей мягкостью и тягучестью.
Титановое дубление применяют самостоятельно или в комбинации с соединениями хрома (III) и циркония (IV). Соединения титана, обладающие дубящими свойствами, от¬личаются от соединений хрома большей скоростью гидролиза с образованием более кислого раствора, а поэтому дубле¬ние проводят в кислой среде. Обычно используют аммоний¬ный сульфонат титана – (NH4)2TiO(SO4). Максимальное связывание дубящих соединений титана происходит при ос¬новности 40-60% и концентрации соли 40-60 г/л раство¬ра в пересчете на оксид титана (IV). Температура сварива¬ния продубленной кожи достигает 80-85°С, а после нейтрализации полуфабриката от рН 1,5 до 4,5 повышает¬ся до 100 С. Нейтрализуют кожи в конце дубления смесью натрия с уротропином.
Циркониевое дубление широко используют в промышленности. В качестве дубителя применяют сульфатцирконий натрия – Na2Z2O2 • (SO4)2 • Н2О, обладающий дубящими свойствами в кислых водных растворах.
По интенсивности дубящего действия основные сульфат¬ные соли циркония аналогичны соединениям хрома, но по наполняющей способности они превосходят последние. В общих чертах циркониевое дубление аналогично хромово¬му и отличается только тем, что голье должно быть более кис¬лым. Нужная кислотность достигается интенсивным пикелеванием до рН голья от 2 до 3. Перед добавлением циркония вводят формиат натрия или предварительно голье обрабаты¬вают синтетическими дубителями, содержащими сульфогруппы. В конце дубления вводят раствор карбоната натрия, нейтрализующий полуфабрикат до рН 3,2-3,4, и промыва¬ют теплой водой, снижая рН до нужного уровня.
Циркониевым дублением вырабатывают кожи для вер¬ха и низа обуви. Этот метод используют самостоятельно или в комбинации с другими методами. Кожи циркониевого дуб¬ления белого цвета, светопрочные, повышенной плотности и сопротивления к истиранию. Они устойчивы к действию пота и старению, обладают температурой сваривания 92-96°С и гигротермической устойчивостью до 98%.
Альдегидное дубление самостоятельно сейчас не применяется. Оно изу-чается с точки зрения использования его в комбинации с другими методами и особенно с жировым дублением.
Дубящим свойством обладают альдегиды алифатичес¬кого ряда, такие как формальдегид и глутаровый альдегид; продубленная ими кожа имеет температуру сваривания соответственно 90 и 80°С.
Формальдегид (муравьиный альдегид) как газ хорошо растворяется в воде. В свое время его пытались использовать для получения белой кожи. Однако выяснилось, что кожа формальдегидного дубления со временем желтеет.
Глутаровый альдегид является бифункциональным или диальдегидом, пригодным для додубливания кож хромово¬го дубления с целью повышения качества периферийных участков. Кожа, выдубленная глутаровым альдеги-дом, об¬ладает желтой естественной окраской.
Жировое дубление – это процесс дубления непредель¬ными жирами тюленей и печени трески. Применяют его для выработки замши из дермы шкур оленей, лосей, домашних и диких коз.
Считают, что жир, содержащий непредельные жирные кислоты, окисляется на волокнах дермы, выделяет альде¬гиды и эпоксиды, которые реагируют с активными группа¬ми коллагена и образуют поперечные мостики. В результате дубящего действия альдегидов (акролеина, глиоксоля, фор¬мальдегида) и эпоксидов замша частично приобретает свой¬ства, аналогичные свойствам кожи альдегидного дубления. Получается кожа желтого цвета с повышенной устойчивос¬тью к действию щелочей и обратимостью сваривания (обра¬зец замши не теряет прочности при нагревании в воде при температуре выше температуры сваривания).
Совместное участие альдегидов и липидов в формирова¬нии свойств кожи хорошо согласуется со многими свойствами, присущими замше, и явлениями, которые наблюдаются при замшевании.
Дубление происходит в специальных барабанах, в которые помещают голье (неполностью обеззоленное) со спилен¬ной лицевой поверхностью и обрабатывают жиром, получен¬ным из подкожно-жировой ткани тюленей и печени трески без нагревания сырья. После пропитки дермы жиром голье вывешивают в специальных камерах (зрельниках) для окис¬ления жира на несколько часов, а затем процесс повторяют или продолжают во вращающихся барабанах с подачей по¬догретого до 50°С воздуха. Продолжительность дубления до 4 суток (по современной технологии), а расход жира состав¬ляет 20-25% массы голья при 60 %-ной исходной влажно¬сти. Замшевание заканчивается отжимом избытка жира и промывкой кож содовым раствором.
Выдубленная формальдегидной обработкой и жировым дублением замша отличается меньшим поглощением влаги при обводнении и большей водопроницаемостью в намокшем состоянии по сравнению с замшей чисто жирового метода дубления.
Комбинированные методы дубления применяют не только для ускорения выработки кожи, но и с целью исполь¬зования преимуществ каждого метода дубления и сведения до минимума нежелательного действия дубителя на каче¬ство получаемого полуфабриката. Первоначально подошвенно-стелечные и некоторые другие типы кож выраба¬тывали только с применением растительных дубителей (таннидов). Выполняли дубление в специальных чанах, начиная обработку голья водными растворами таннидов ма¬лой концентрации и заканчивая дубление растворами вы¬сокой концентрации. В неподвижном оборудовании без подогрева дубители медленно проникали в дерму и связы¬вались с гольём; продубленность кожи достигалась за 6— 12 и более месяцев. Получали так называемые красно-дубные кожи (по цвету дубителя), которые отличались повышенной толщиной и жесткостью.
По мере развития промышленности и совершенствования техники дли-тельное дубление стало тормозить научно-технический прогресс и оказалось малоэффективным. Были разработаны новые методы совмещенного или последовательного (комбинированного) использования дубителей в подвижном оборудовании (преимущественно во вращаю¬щемся) с небольшим подогревом рабочих растворов. Попытки выполнить дубление сухими дубителями или растворами в органических растворителях не имели успеха, хотя и были получены некоторые обнадеживающие результаты, такие, как быстрая пропитка голья дубителем и образование пористой кожи.
Комбинированные методы дубления. Кожи для низа обуви, юфть, шорно-седельные и технические вырабатывают растительным или комбинированными методами дубления. Растительное дубление – обработка голья водными ра¬створами растительных дубящих веществ – самый старый способ. В настоящее время его почти не применяют из-за длительности и высокой себестоимости процесса.
Комбинированным дублением готовой коже придают комплекс положительных свойств с меньшими затратами и быстрее, чем растительным методом. Большое значение для совершенствования методов комбинирования дубления, эко¬номии танидов и применения нерастительных (искусствен¬ных и синтетических) дубителей имели работы И.Б. Басса, Д.И. Жемочкина и др. Наиболее широко применяют комби¬нации хромовых дубителей с растительными и синтетическими.
Хромтанидное дубление голья таннидами (водными растворами растительных дубильных ве¬ществ) после предварительного хромирования. Процесс хромирования проводят на пикельной жидкости. Концентрация хрома меньше, чем при хромовом дублении и зависит от вида выра-батываемой кожи.
Дубление таннидами производят в одну или две фазы во вращающихся барабанах. Продолжительность процесса зависит от вида кожи и составляет 2-3 суток. Танниды диф¬фундируют в толщу дермы и связываются с коллагеном: при дальнейшей пролежке эта связь закрепляется.
Кожи хроморастительного дубления обладают плотнос¬тью, малой водопроницаемостью, хорошей износостойкостью, высокой гигротермической устойчивостью. Окраска кож – красновато-коричневая с различными оттенками.
Хромосинтанорастителъное дубление применяют при производстве подошвенных и стелечных кож для ниточно-клеевого метода крепления, юфти и одежно-галантерейных кож.
Благодаря применению синтетических дубителей, или синтанов, сокра-тился расход растительных таннидов и рас¬ширился ассортимент дубителей. Синтаны классифициру¬ют: по исходному сырью – каменноугольная смола, нефть, сульфитцеллюлозный щелок и др.; по химическому соста¬ву – сульфо-кислоты ароматических углеводородов, фенольные синтаны, сульфомовые и сульфамидные синтаны и др.
Синтаны имеют ряд преимуществ перед естественными дубителями: можно варьировать свойства в соответствии с требованиями технологии выработки кожи и придавать коже специфические свойства. Так, синтан СПС (группа фенольных сульфокислот) применяют для получения более светлой кожи для низа обуви; ситаны из алифатических сульфохлоридов – в производстве мягкой, хорошо окраши¬ваемой перчаточной кожи.
Хромосинтанорастительное дубление протекает в две фазы – хромирование и додубливание смесью синтанов и таннидов, в которой содержится 20-50% синтанов. Эти кожи не отличаются от кож хроморастительного дубления, но уступают им по водостойкости.
Влияние дубления на качество кожи. При недостаточном коли¬честве дубителя и значительном сокращении продолжительности дубления кожа может стать жесткой, сухой, а отделочные внутрен¬ние слои могут иметь непродуб.
При неправильной подготовке голья к дублению и нарушении режима дубления на лицевой поверхности кожи могут появиться морщины – дубная стяжка.
По той же причине, а также при чрезмерном увеличении вре¬мени дубления или количества дубящих веществ лицевой слой кожи может растрескаться, т.е. произойдет садка.
Последубильные и отделочные операции
Цель последубильных операций – подготовка выдубленного полуфабриката к отделке. В результате кожа приобретает мяг¬кость, водостойкость, полноту, необходимую толщину. Во время отделочных операций из кожи удаляется лишняя влага, ей прида¬ются необходимые физико-механические свойства и внешний вид. Содержание и последовательность операций зависят от вида сырья и назначения кожи. Ниже приведена краткая характеристи¬ка основных последубильных и отделочных операций.
Пролежка. После операций, связанных с механическим воз¬действием или с пропитками, полуфабрикат подвергают пролеж¬ке, в результате которой восстанавливается его структура, равно¬мерно распределяются и лучше связываются с гольем дубящие и жирующие вещества, выравнивается содержание влаги на различ¬ных участках и т. п.
Промывка. Кожи, выдубленные таннидами, промывают про¬точной во-дой или слабыми дубильными растворами для вымыва¬ния несвязанных с гольевым веществом таннидов. Избыток несвя¬занных таннидов приводит к потемнению и ломкости лицевого слоя кожи.
Отжим. Лишнюю влагу из кожи удаляют механическим пу¬тем — отжимом на прессах. В зависимости от вида кожи отжим выполняют перед жированием, наполнением или двоением.
Двоение. Эта операция может выполняться и до дубления. Од¬нако кожи, двоение которых осуществляли после дубления, имеют большую толщину; улучшается качество бахтармяного спилка и уменьшается количество стружки.
Строгание. Операцию выполняют на строгальной машине для выравнивания толщины кожи.
Нейтрализация. Нейтрализацию проводят только для кож хро¬мового метода дубления. Она состоит в удалении из полуфабрика¬та свободных кислот путем промывания водой, раствором бикар¬боната натрия и повторной промывки водой.
В результате нарушений режимов последубильных операций в коже могут появиться различные дефекты. При неправильном двоении и строгании на поверхности кожи возникают выхваты, прорезы, замины. Сильная нейтрализация приводит к садке лице¬вого слоя и повышению жесткости кожи. При недостаточном обезжиривании покрывная пленка плохо связывается с дермой и становится матовой.
Барабанное крашение. Для крашения применяют в основном синтетические кислоты и прямые красители, реже основные. Большинство кож хромового дубления окрашивают в барабане раствором красителя при температуре 55-60°С. Барабанное кра¬шение производят для всех видов кож, кроме свиных и кож хромо¬вого дубления для бесподкладочной обуви.
Жирование. Для повышения водостойкости, мягкости и пла¬стичности в кожу вводят смеси или эмульсии жиров животного, растительного или мине-рального происхождения, а также эмуль¬сии синтетических жиров. После жирования содержание жира в кожах хромового дубления для верха обуви составляет от 3,7 до 12% и – в обувной юфти от 26 до 31%.
Разводка. Операция заключается в разглаживании складок и морщин на коже на валичных разводных машинах. Наряду с улуч¬шением внешнего вида кожи и уменьшением тягучести при раз¬водке увеличивается ее площадь, что имеет важное экономическое значение.
Гидрофобизация. Для отдельных видов кож, требующих особой водо-стойкости, проводят гидрофобизацию. При контакте воды с кожей, обработанной этими веществами, на ее поверхности обра¬зуется эмульсия, которая препятствует проникновению воды в кожу.
Наполнение. Кожи для верха обуви наполняют водными дис¬персиями полимеров для получения более плотной структуры, особенно в полах и пашинах. Кожи для низа обуви наполняют сульфатами магния, натрия и аммония, глюкозой, алюминиевыми квасцами. После наполнения кожи имеют лучший вид, повышен¬ную термо- и потостойкость. Обычно наполнение проводят одно¬временно с жированием.
Додубливание. Снизить неравномерность кожи можно напол¬нением водными дисперсиями полимеров, аминосмол и др., а так¬же додубливанием органическими дубителями. Обработка орга¬ническими дубителями проводится одновременно с жированием.
Сушка. Целью сушки является удаление из кожи избыточной влаги. После сушки содержание влаги в коже равно 12-16%. При сушке происходят также усадка и уплотнение кожи, дополнитель¬ное связывание дубящих веществ с ее волокнами. Сушку осущест¬вляют различными методами. При конвективном методе сушки на кожу воздействует нагретый воздух, при контактном – кожа кон¬тактирует с нагретой поверхностью. Сушка может осуществляться с завешиванием кож на шестах, с закреплением на металлических или стеклянных пластинах. Перспективна сушка инфракрасными лучами и в вакууме. При сушке площадь кожи несколько уменьша¬ется, особенно если кожа не закреплена.
Тяжка. Тяжке подвергаются только кожи для верха обуви. Цель операции – придание кожам необходимой мягкости, эла¬стичности и тягучести, увеличение их площади. Операцию выпол¬няют на тянульных машинах, на которых часть площади кожи за¬жимается, а отдельные участки растягиваются и изгибаются.
Прокатка. Это последняя операция изготовления кож для низа обуви. Для повышения плотности, прочности держания винтов и шпилек, блеска и снижения намокаемости кожи для низа обуви прокатывают между стальными валами специальных машин.
Шлифование. При шлифовании бахтармяная или лицевая сто¬рона кожи становится более гладкой. Рабочим инструментом шлифовальной машины является вал, обтянутый шлифовальным полотном. Шлифование при изготовлении кож с облагороженной лицевой поверхностью существенно влияет на их сортность и ад¬гезию отделочных покрытий.
Покрывное крашение. Покрывное крашение придает лицевой поверхности кожи требуемый внешний вид, повышенную водо¬стойкость, маскирует некоторые дефекты. Суть покрывного кра¬шения состоит в нанесении на предварительно окрашенную в ба¬рабане кожу раствора краски или ее водной дисперсии.
Процесс покрывного крашения состоит из операций нанесе¬ния на кожу пропитывающего (непигментированного) грунта, собственно покрытия и за-крепителя. Пропитывающий грунт на¬носят на поливочной машине или щетками вручную, пигментиро¬ванный грунт – щеточными агрегатами, собственно покрытие и закрепитель – путем разбрызгивания. В этих же агрегатах кожу подсушивают. При необходимости кожу подшлифовывают и прессуют.
Различают следующие основные эффекты отделки: анилино¬вый, полуа-нилиновый и пигментный.
Основной задачей отделки является максимальное сохранение естественного внешнего вида кожи. Этого можно достичь, применяя отделку с анилиновым эффектом, которая заключается в нанесении на предварительно окрашенный в барабане полуфабрикат, не имеющий на лицевой поверхности существенных дефектов, бесцветного или слегка окрашенного прозрачного покрытия на основе нитроэмульсионных лаков или их растворов.
Для отделки с полуанилиновым эффектом используют полуфаб-рикат с небольшими неглубокими дефектами лицевой поверхно¬сти, которые удаляются подшлифовыванием. На окрашенный в барабане полуфабрикат наносят тонкий слой покрывной краски на основе водных дисперсий полимеров, а затем прозрачное по¬крытие, как и при анилиновой отделке.
При отделке с пигментным эффектом используют непрозрач¬ные по-крывные краски. Пигментная отделка позволяет скрыть не¬ровности барабанного крашения и дефекты лицевой поверхности кожи, однако при этом ухудшается ее внешний вид и гигиениче¬ские свойства.
В зависимости от вида отделки кожи бывают с казеиновым, эмульсион-ным, эмульсионно-казеиновым, лаковым и нитроэмульсионным покрытием.
В казеиновых покрытиях пленкообразователем является казе¬ин – белковое вещество, полученное осаждением молока. Казеи¬новые покрывные композиции безвредны, дешевы, дают пленки, стойкие к действию органических растворителей. В то же время казеиновое покрытие неводостойко, поэтому требует закрепления формалином, шеллачно-казеиновым закрепителем или нитроэмульсионными лаками, дает жесткие пленки. Казеиновое покры¬тие применяют в основном при выработке кож черного и коричне¬вого цветов (опойка, выростка, шевро, козлины).
Эмульсионное покрытие состоит из нескольких слоев, получен¬ных из композиций на основе эмульсионных пленкообразовате¬лей, закрепленных нитроэмульсионными лаками, нитролаками или растворами полиуретановых смол.
Этим способом покрывают большинство кож для верха обуви из шкур крупного рогатого скота. Недостатки – малая изгибостойкость и адгезия к дерме, малая устойчивость к истиранию.
Эмульсионно-казеиновое покрытие – комбинированная отдел¬ка с применением эмульсионных пленкообразователей (напри¬мер, акриловых смол) в пигментированных грунтах и казеиновых аппретур в верхних слоях покрытия.
Нитроэмульсионное покрытие имеет нижние слои на основе эмульси-онных пленкообразователей, а верхние – на основе нит¬роэмалей.
Вариантами нитроэмульсионного покрытия являются эффек¬ы «Антик» и «Флорантик». После пропитки полуфабриката вод¬ными растворами полимеров и нанесения пигментированного грунта распыляют пигментированное покрытие светлого тона. За¬тем полуфабрикат покрывают бесцветным закрепителем на осно¬ве нитроэмульсионного лака с формалином. После тщательной подсушки и прессования наносят контрастный закрепитель на ос¬нове черного эмульсионного лака или нитроэмали. При такой от¬делке более светлые участки кожи просвечивают через глубокий черный тон. Нитроцеллюлозные пленки улучшают термостой¬кость покрытия, но снижают его паро- и воздухопроницаемость.
Лаковое покрытие получают однократным нанесением раствора поли-уретанового лака.
Лощение. Лицевую поверхность кожи обрабатывают на ло¬щильных машинах для улучшения блеска казеинового покрытия. При движении валик из агата, стекла или другого материала при¬жимается к коже и уплотняет лицевую пленку, повышая ее блеск. Кожи с покрытием из термопластичных материалов, в частности акриловых, не лощат.
Прессование и нарезка лицевой поверхности. Кожи для верха обуви прессуют гладкой плитой, если необходимо сохранить нату¬ральный вид лицевой поверхности, или плитой с выгравирован¬ным рисунком. Прессование уплотняет кожу, уменьшает ее тол¬щину. Прессование плитой с рисунком облагораживает кожи и маскирует небольшие поверхностные дефекты. Прессование и нарезку лицевой поверхности производят на прессах или проходных машинах при большом давлении и температуре плит или валиков 90С. Прессованием кожи заканчивается ее отделка.

3.1.9. Специальные отделки кож
Эти виды отделки (крашение, механическая отделка) применяются для улучшения внешнего вида кожи, удаления или маскировки дефектов кож, придания кожам то¬варного оригинального вида.
Крашение кож применяют наиболее часто. При этом разли¬чают бара-банное и покрывное крашение. Применяют и комби¬нированное крашение – барабанное вместе с покрывным. Сущность крашения в большой мере зависит от вида красите¬ля, его химического состава. Но крашение имеет и общие про¬цессы: растворение красителя, его диффузия внутрь дермы, осаждение на волокне, химическое взаимодействие с белком. Процесс крашения, подготовка полуфабриката к этой опера¬ции зависят от вида красителя и кожи. В процессе крашения регулируют рН раствора, его температуру, жидкостный коэф¬фициент, качество воды и др.
Барабанное крашение производится в растворе красителя во вращаю-щихся барабанах. Существуют более 80 методик бара¬банного крашения-жирования кож в зависимости от вида, Желаемого цвета, конфигурации, толщины и плотности кож. Такое количество методик обусловлено производством широ¬кого ассортимента видов кож: разной толщины; с гидрофобизацией и без нее; с глубокой и мягкой отделкой; наполненной, со специальными свойствами. Лицевая поверхность и бахтарма Кожи барабанного крашения имеют одинаковый цвет, иногда они прокрашиваются по всей толщине (тонкие и велюр, замша).
Красители – растворимые в какой-либо среде органиче¬ские соединения, обладающие свойством химически реагиро¬вать с материалами и придавать определенную окраску. В ко¬жевенном производстве применяют различные красители, которые по технической классификации подразделяются на кислотные, прямые, основные, протравные, металлосодержащие, активные, кубовые, дисперсные, окислительные.
Обычные кислотные красители представляют собой сульфопроизвод-ные азокрасителей (имеющих азогруппу —N=N—). Красящая способность зависит от числа сульфог¬рупп в молекуле: уменьшение числа сульфогрупп и увеличение молекулярной массы дают более прочные, но менее яркие то¬на. Эти красители применяют для всех групп кож и обеспечи¬вают сквозной прокрас.
Прямые красители по химической природе аналогичны кислотным, но имеют молекулы большего размера, поэтому их диффузионная способность меньше. Лучше окрашивают кожи хромового дубления.
Основные красители по химической природе – соли аро¬матических оснований, имеют характерную группу —NH2. Легче окрашивают кожи таннидного дубления, тона отличают¬ся чистотой и яркостью, их часто применяют вместе с кислот¬ными красителями.
Протравные красители содержат атомы металлов (с про¬травы). При образовании интенсивно окрашенных комплек¬сов металл-краситель он связывается с белком, образуя проч¬ный краситель. Процесс крашения этими красителями доволь¬но трудоемок, для него требуется раствор с температурой не менее 60°С, довольно сложно получить заданный оттенок. В настоящее время применяются металлосодержащие краси¬тели, представляющие собой готовый комплекс металл-кра¬ситель. Они имеют широкую цветовую гамму, технологичны, способны окрашивать кожи разных методов дубления.
Металлосодержащие красители, представляющие со¬бой готовые внутрикомплексные соединения красителей с ме¬таллами (Сг+3, Fe+3, Co+2, Ni+2), дают более яркие выкраски и универсальны по отношению к кожам различного дубления.
Активные красители реагируют с молекулами окраши¬ваемого материала (поэтому получили такое наименование), но большинство из них требует выполнения жестких условий крашения, неприемлемых в кожевенном производстве.
Кубовые красители широко применяются, так как дают яркие и устойчивые окраски. Особенностью кубовых красителей является то, что они нерастворимы в воде и только при добавлении восстановителей в щелочной среде переходят в раствор. Родоначальником кубовых красителей была природная краска индиго.
Дисперсные красители малорастворимы или нераст¬воримы в воде, по-этому требуют высоких температур – до 100°С. Они подразделяются на обычные, диазотируемые, металлосодержащие и активные.
Окислительные красители не содержат хромофорных групп и по суще-ству являются не красителями, а полупродук¬тами. Синтез красителя с окислителями осуществляется на во¬локне. В качестве полупродукта широко используется анилин.
Наименования красителей основываются на технической классификации. Первое слово в термине обозначает группу (прямой, активный и т.п.), второе слово – цвет (красный, зеле¬ный, иногда с оттенками – темно-зеленый и т.д.). Буквенные обозначения указывают на оттенок: Ж или 2Ж – желтоватый, С – синеватый, К – красноватый и т.д. Далее могут быть буквы, обозначающие особенность: М – металлосодержащие, Ш – для шерсти.
Покрывное крашение имеет весьма сложную технологию. Так как кра-сочные составы (краски) и лаки наносят на лице¬вую поверхность кожи, окраска лицевого слоя отличается от окраски бахтармяного слоя. Красочные составы и лаки для крашения кож состоят из пленкообразующего и красящего ве¬щества. Кроме того, в их состав входят, как и в любые краски, пластификаторы, растворители, разбавители, сиккативы и другие ингредиенты. Пленочные покрытия наносят специаль¬ным пистолетом под давлением или с помощью вальцов с од¬новременным нанесением рисунка на лицевой слой.
В кожевенной промышленности разработана пенная технология нанесения покрытия. Смесь для отделки кож состоит из воды, воздуха и растворимого отделочного материала, на¬пример, на основе полиуретанов. Ее плотность невысока – около 300 г/л. Преимущества таких покрытий: проницаемость Пленок; уменьшение расхода материала за счет лучшего рас-пределения на поверхности кож; хороший кожеподобный гриф; экономия энергии; возможность быстрого изменения Параметров процесса.
Требования к лакокрасочным покрытиям на коже доволь¬но жесткие: они должны иметь хорошую адгезию к кожам и быть стойкими к изгибу, их удлинение не должно быть меньше удлинений кож.
В качестве пленкообразующих веществ применяются:
классический пленкообразователь казеин, представляющий со¬бой молочный белок. Он нерастворим в воде, но растворяется в слабых кислотах и щелочах. Казеиновое покрытие дает очень тонкую блестящую пленку, но малоизносостойкую и неводо¬стойкую, не стойкую к плесени; при трении мокрой тканью на коже остаются следы красителя;
нитроцеллюлозное покрытие (НЦ), дающее зеркальную, более водо- и износостойкую пленку, чем казеин, но покрытие до¬вольно хрупкое, поэтому возможны дефекты трещин или осы¬пания лицевого покрытия;
покрытия на основе синтетических смол. Наиболее известны полиэфиры, поливинилхлориды, акрилонитрилы, полистирол и его сополимеры, которые применяют в виде как красочных составов, так и латексов. Эти смолы позволяют получать плен¬ки различного качества, толщины, внешнего вида, они водо- и износостойкие, хотя и дают сильный стекловидный блеск и клеенкообразный гриф. При повышенной температуре синте¬тические покрытия размягчаются, что является их отличитель¬ным признаком.
К основным пленкообразующим можно отнести: акрило¬вую эмульсию МБМ (пленки на их основе повышают сорт¬ность кож и придают полноту лицевому слою), латексы ПНК на основе каучука, ДММА на основе акрилатов, полиуретанов и другие (полиуретановые дисперсии имеют хорошую адгезию к коже и заполняют поверхностные поры).
Существенный недостаток всех покрытий состоит в том, что они снижа-ют воздухо- и паропроницаемость кож.
В качестве красящих веществ в покрывных красках для кож применяют красители, которые дают прозрачные или полу¬прозрачные пленки, и пигменты, которые дают непрозрачные пленки, так как не растворяются в составе красок. В качестве пигментов применяют сажу, оксиды и соли металлов, мелко-диспергированные порошки металлов, органические соединенця. Пленочные покрытия могут наноситься однотонные или двух- и многоцветные.
Используют несколько видов покрывного крашения.
Анилиновое и полуанилиновое покрывное крашение применяют для кож высокого качества, без дефектов, так как эти отделки только выявляют мерею кожи. В качестве кра¬сящих веществ служат растворимые красители. Краситель или вводят в раствор лака, или наносят перед покрытием бесцвет¬ным лаком.
Кожи с лаковой поверхностью получают с примене¬нием полиэфирных, полиуретановых, поливинилхлоридных, масляных лаков. Синтетические лаки дают износостойкую пленку, блестящую, иногда слишком резкую по блеску. Мас¬ляные лаки дают менее износостойкую пленку, но с мягким шелковистым блеском. Разновидностью этого вида покрытий можно считать отделку «крэк» – под старую кожу, когда лако¬вое блестящее покрытие наносят отдельными пятнами через распылитель, создавая впечатление потертости лицевой по¬верхности.
Печать красителями или пигментами применяют главным образом для галантерейных кож или для маркировки изделий. Так, печать металличе-скими пигментами часто используется для маркировки обуви. Бронзовые пигменты дают эффект золо¬та, а алюминиевые – эффект серебра. Разновидностью данного метода является печать через металлизированную фольгу, когда между кожей и нагретым прессом помещают металлизирован-ную пленку, после прессования на коже остается рисунок.
Антик (полирэффект) – двухцветное покрытие – форми¬руется следую-щим образом: на лицевую поверхность кожи на¬носят сначала сплошное темное покрытие, а затем — сплошное светлое покрытие. На готовых изделиях отдельные места располировывают щетками, снимая светлый слой и обнажая с от¬тенками нижележащий темный слой, получая эффект старины.
Флор-антик – двухцветное покрытие – получают, нано¬ся сначала сплошной слой краски, а затем на него пятнами (с Помощью тампонов, распыления, щеток) краску другого цвета. Такая отделка характерна для галантерейных и обивочных кож.
Механические способы отделки – тиснение, отделки ДОЛ, кэ-ширование, шлифование – используют для придания коже оригинального товарного вида.
Тиснение – получение рельефного рисунка с помощью гра-вировальных прессов или валов. Рисунки имитируют мерею различных животных (чаще тиснят рисунок шевро), распро¬странены рисунки пылевидные, геометрические, под шагрень и др. Глубокое тиснение называют нарезкой, а соответст¬вующие кожи – нарезными. Как правило, нарезают кожи с дефектной поверхностью, чтобы скрыть дефекты.
Разновидностью тиснения является художественное тиснение, когда тиснят сложные рисунки (архитектура, живот¬ные, фантазийные) с одновременным тональным окрашива¬нием поверхности. Рельефный рисунок образуется на кожах за счет механического воздействия (но хромовые кожи из-за уп¬ругости довольно плохо сохраняют тиснение), на искусствен¬ных материалах — за счет свойства термопластичности (устой¬чивое тиснение). Качество тиснения определяется главным образом двумя показателями – четкостью рисунка и его ста¬бильностью (формоустойчивостью).
Аналогичного тиснению эффекта добиваются путем деко¬ративной стяжки лицевой поверхности, полученной в про¬цессах дубления, додубливания, жирования. Декоративная стяжка в виде складок или морщин позволяет замаскировать дефекты воротистости и борушистости, использовать более низкосортное сырье.
Отделки двойного облагороженного лица (ДОЛ) применяют для кожи грубой мереей (свиных) или кож с многочисленными лицевыми дефектами. Сущность отделки в том, что лицевую поверхность кожи или шлифуют, или срезают, а образовав¬шуюся ровную поверхность отделывают: наносят пленочные покрытия, тиснят и т.п. Пленочные покрытия получаются до¬вольно толстыми, что увеличивает жесткость кожи.
Каширование (дублирование) – отделка готовыми пленками, которые изготовляют методом экструзии и наносят на времен¬ную подложку, которую сворачивают в рулоны. Пленки вы¬рабатывают с монолитной и микропористой структурами, различных цветов, с разными поверхностями, в том числе ме¬таллизированными. Несмотря на повышенный расход пленкообразователей при этом часто не удается достичь удовлетвори¬тельной устойчивости покрытия к многократному изгибу.
Шлифование – отделочная операция, состоящая в выравни¬вании лице-вой или бахтармяной поверхности кожи с помощью абразивных материалов, абразивных кругов или абразивных валов.
Наименование кожи определяется глубиной шлифования: велюр – кожи хромового дубления с глубоким шлифованием лицевой поверхности;
нубук – кожи с менее глубоким шлифованием; замша – кожи жирового дубления с ворсовой бархатистой по¬верхностью.
Некоторые современные заводы оснащены оборудовани¬ем, позволяющем шлифовать дубленый полуфабрикат, т.е. используют в своем производстве шлифованный краст. В этом случае отделочные операции осуществляются уже для готовых изделий.
Традиционные артикулы кож имеют следующий недоста¬ток: при шлифовании разрушается лицевая мембрана и кожа теряет естественный вид. По этой причине кожевенные заводы долгое время выпускали шлифованные кожи с последующей полимерной пленочной отделкой, которые внешне больше напоминали искусственные материалы, иначе говоря, с по¬мощью покрывного крашения приходилось создавать толстую пленку («искусственное лицо»). Подобные артикулы («колледж», «бокс») традиционно существуют как на международном, так и на российском рынке, но не пользуются популяр¬ностью.
Шлифование позволяет добиться однородности поверхности кожи, улучшить адгезию пленки, образующейся при последующем покрывном кра-шении.
Можно выделить два направления в формировании нового ассортимента шлифованных кож:
Развитие дизайна финишной отделки, что позволяет заменить Естественный вид кожи специальными визуальными эффекта¬ми. К этой группе относятся такие артикулы, как Pull up, Crazy horse, Brush off, Mad, Naplac, Color up, Antic, Crazy и другие, причем непрерывно появляются новые варианты;
Разработка технологий и химических материалов нового поко¬ления, что позволяет получать шлифованные аналоги боль¬шинства лицевых артикулов.
В настоящее время кожевенные заводы и предприятия, производящие материалы для кожевенного производства, раз¬рабатывают новые виды кож с новыми специальными свойст¬вами – меняющие цвет при изменении температуры, с запахом духов, внешним видом текстиля, металлическим блеском, ис¬кусственной стяжкой, отделкой типа «паутинка», эффектом мятой кожи и т.д. Охарактеризуем некоторые новые, наиболее распространенные виды кож (первое направление).
Пулл-ап (Pull up) – артикулы, получаемые нанесением специальных жиров и масел на поверхность шлифованного краста. Как правило, цвет покрывной смеси темнее, чем фоновый цвет краста. Такая кожа в местах изгиба или натяжения меняет цвет. Наиболее распространенным вариантом является пулл-ап коричневого цвета на бежевом или желтом красте, с жирным или восковым грифом (сенсорным ощущением на ощупь), толщиной более 1,4 мм. Используется в основном для мужских ботинок.
Крэйзи хоре (Crazy horse) – артикул, близкий к предыдуще¬му, но получаемый посредством нанесения на краст тугоплав¬ких восков. В этом случае эффект изменения цвета в местах из¬гиба выражен сильнее.
Кракль (сетчатый рисунок) – артикул, изготовляемый на красте обычно светлых или ярких цветов. Пленка отличается по цвету от фона краста, и ее особенностью является слабая ус¬тойчивость к изгибу. На заключительном этапе отделки прово¬дится разбивка в барабане, в результате которой пленка рас¬трескивается и в трещинах проглядывает цвет краста. При этом кожа приобретает эффект старины. Кожи могут подвергать тяжке, добиваясь легкого растрескивания пленки лицевого по¬крытия, а затем покрывают контрастным раствором покрыв¬ной краски.
Браш-офф (Brush off) – артикул с двухслойной отделкой, причем ниж-ний слой ярко окрашен (красный, желтый, синий и т.п.) и имеет высокую устойчивость к трению, верхний – бо¬лее темного и традиционного для обуви цвета (черного, корич¬невого и т.п.) и легко удаляется трением. Используется глав образом для изготовления молодежной обуви, в основном ботинок. Готовое изделие обрабатывается щетками, в результате верхний темный слой отделки удаляется на выступающих местах (носках, пятке), обнажая яркую подложку. Этот метод аналогичен классической отделке антик (Antik).
Мэд (Mad) – артикул, создающийся путем нанесения бело¬го матового воскового покрытия на цветной шлифованный краст низких сортов. Готовое изделие полируется щетками, в результате чего слой воска остается лишь в местах естествен¬ных дефектов кожи, подчеркивая их. В данном случае дефекты кожи играют роль экзотического дизайна.
Наплак (Naplac) – мягкий одноцветный артикул, изготовляемый на шлифованном красте. Финишная отделка имеет вид лаковой кожи, которая после разбивки в барабане покрывается множеством крупных, выпуклых складок.
Колор-an (Color up) – артикул, имеющий лаковый внешний вид, а в ме-стах натяжения или изгиба проявляется иной цвет. Обычно цвет лицевой по-верхности черный, фон подложки яркий – красный, синий, желтый и др.
Для российского рынка, традиционно ориентированного на классические сорта кожи, характерно второе направление. Сегодня на базе шлифованного краста разработаны аналоги почти всех лицевых кож: гладкие, тисненые, матовые и блестя¬щие, мягкие эластичные и имеющие плотную, упругую органолептику. Их качество определяется глубиной шлифовки. Так, одним из наиболее распространенных приемов, который особенно широко используется в Италии, является легкая под-шлифовка как «косметическая» операция. Получаемые таким образом кожи зачастую можно отличить от лицевых, лишь рассматривая их при сильном уве-личении.

3.2. Обувные резины
Широкое использование резиновых изделий при производстве обуви в нашей стране началось около 70 лет назад. За эти годы были построены резиновые заводы, изготовляющие разнообразные изделия для низа обуви в виде пластин, подошвенных, подметочных, каблучных, набоечных и других изделий. До 70% обуви, выпускаемых в настоящее время, изготавливают из резины.

3.2.1. Сырье и материалы для производства обувных резиновых пластин и деталей
Резиновые изделия изготавливают из смесей, основной составной частью которых является каучук. Кроме каучука, при производстве резиновых изделий обычно применяют следующие исходные материалы, вулканизующие вещества, ускорители вулканизации и их активаторы, наполнители, мягчители, противостарители, порообразующие вещества, красители и пигменты, регенерат.
1. Натуральный каучук
Натуральный каучук получают из млечного сока (латекса) Каучуконосного дерева – бразильской гевей; подавляющая часть плантаций гевей находится в Индонезии, Малайзии и на Цейлоне.
2. Вулканизующие вещества
Вулканизующими свойствами, т. е. способностью химически взаимодействовать с каучуком и превращать его в резину, обладает ряд веществ. Например, сера, селен, однохлористая сера, производные хинона и др. Практически в резиновой промышленности для вулканизации каучука обычно применяют лишь серу.
3. Наполнители
Наполнители являются обязательной и важной составной частью всех видов резиновых изделий. Их вводят с целью придания резиновых изделиям необходимых физико-механических свойств, а также улучшения технологических свойств резиновых смесей и их удешевления. В качестве наполнителей резиновых смесей в основном применяют различные порошкообразные материалы: углеродную (черную) и кремниевую (белую) сажу, каолин и др.
4. Мягчители
Мягчителями называют вещества, вводимые в резиновые смеси для обеспечения равномерного смешения каучука с порошкообразными составными частями, снижения затрат механической энергии на операцию смешения, увеличения пластичности резиновых смесей и облегчения их дальнейшей обработки, уменьшения твердости резины. К группе мягчителей относится вещества различного происхождения: нефтяные продукты (рубракс, вазелин, веретенное масло); растительные смолы (канифоль, сосновая смола); Каменноугольные смолы (кумароновая смола); натуральные и синтетические жирные кислоты.
5. Противостарители
Противостарителями (антиокислителями) называют вещества, вводимые в резиновые смеси для предупреждения старения, выражающегося в потере эластичности и прочности резиновыми изделиями при их хранении. Противостарители вводят также в отдельные виды синтетических каучуков в процессе их производства.
В качестве противостарителей обычно используют порошкообразные вещества, реже смолообразные или жидкие материалы. Портивостарители представляют собой сложные химические соединения и известны на практике большей частью под условными названиями, например: неозон Д, альдоль, эджерайт, параоксинеозон, антиоксидант и т. п.
6. Порообразователи
Изготовления пористых резиновых изделий основано на введении в резиновые смеси порообразователей, разлагающихся под влиянием высокой температуры при вулканизации с выделением различных газов. В результате разложения порообразователей в резине образуется поры, заполненные газообразными продуктами распада. В производстве пористых резиновых пластин и деталей для низа обуви используют в основном органические порообразователи, разлагающиеся с выделением азота, окиси углерода или других газов, образующих мелких равномерно замкнутые поры в резине. Реже применяют неорганические порообразователи (двууглекислый натрий NaHCO3, углекислый аммоний (NH4)2CO3 и др.), разлагающиеся с выделением углекислого газа.
7. Красители и пигменты
Красящие вещества вводятся в состав резиновых смесей для придания резиновым изделиям соответствующего цвета. Выбор красящих веществ для резиновых смесей осложняется необходимостью обеспечивать устойчивость к нагреву (при вулканизации) и к действию серы, а также прочность окраски резиновых изделий. Применяемые красящие вещества разделяются на красители и пигменты.
8. Регенерат
Регенератом называют мягкий пластичный продукт, получаемый путем переработки бывших в употреблении и бракованных резиновых изделий, а также отходов резинового и других производств.
9. Полиэтилен
В последние годы при изготовлении отдельных видов резиновых изделий для низа обуви каучук частично заменяют полиэтиленом.
Полиэтилен (–CH2–CH2–) n – твердый термопластичный, слегка просвечивающийся материал белого цвета, полученный путем полимеризации этилена CH2=CH2. В зависимости от условия полимеризации (давления, температуры и типа катализатора) различают полиэтилен двух основных марок: высокой плотности, получаемый при низком давлении (10-15 н/см²), и низкой плотности, получаемый при высоком давлении (свыше 10000 н/см²)

3.3. Производство обувных резиновых пластин и деталей
Технологический процесс производства обувных резиновых пластин и деталей складывается из следующих операций: подготовки сырья и материалов; изготовления резиновых смесей; получения сырых резиновых заготовок; вулканизации пластин и деталей; отделки вулканизованных изделий.
3.3.1. Изготовления резиновых смесей
Процесс смешения каучука с остальными компонентами резиновых смесей выполняется в соответствии с заданной рецептурой, установленной последовательностью подачи на смешение отдельных составных частей и регламентированным режимом смешения.

Рис. 12 Смесительные вальцы

Рис. 13 Общий вид резиносмесителя

3.3.2 Получение сырых резиновых заготовок
Наиболее распространенным способом получения сырых резиновых заготовок является каландрование резиновой смеси с последующей вырубкой или резкой из каландрованной ленты пластин и деталей необходимой формы и размеров.
Кроме каландрования резиновой смеси для получения сырых резиновых заготовок, особенно при изготовлении пористых кожеподобных резин и каблуков, используют также метод выдавливания резиновой смеси из цилиндра червячного пресса через профильное отверстие в его головке с последующей резкой выдавленной ленты на отдельные заготовки. Червячные прессы снабжаются сменными головками и другими сменными устройствами, служащими для выпуска резиновых изделий различной формы и размеров. Для регулирования температуры смеси в прессе обработки в рубашку цилиндра и головку пресса, а также в полости червяка подается пар или холодная вода.
Резиновые смеси, предназначенные для производства обуви методом прессовой вулканизации, в последнее время выпускают не только в листах, но и в гранулах.

Рис. 14 Трехвалковый листовально-промазочный каландр

3.3.3 Вулканизация резиновых заготовок
Вулканизацией называют процесс изменения свойств резиновой смеси в результате взаимодействия каучука с серой; в вулканизованной резине часть серы химически связывается с каучуком, другая часть – свободная сера – сравнительно легко извлекается из резины. Только после вулканизации каучука приобретает большую часть тех свойств, которые обусловливают ценность резиновых изделий и их широкое применение в современной технике и быту.
Вулканизация резиновых деталей для низа обуви осуществляется путем нагревания заготовок резиновой смеси в пресс-формах, помещаемых в вулканизационный пресс. Он состоит из верхней траверсы, соединенной с литым нижним основанием посредством колонн. Стальные плиты, обогреваемые изнутри паром, расположены между верхней траверсой и основанием, образуя четыре – шесть этажных пространств, в которые загружаются в пресс-формах резиновые заготовки. Подъем плит пресса и прессование изделий производятся соответственно водой или минеральным маслом низкого и высокого давления.

Рис. 15 Вулканизационный пресс
Пресс-формы или пресс-рамки после заполнения резиновыми заготовками закрывают крышками и помещают на нагретые плиты вулканизационного пресса. При последующем прессовании под влиянием высокого давления, оказываемого плитами пресса, резиновая смесь заполняет гнезда пресс-форм и приобретает необходимую форму, а избыток смеси вытекает в стороны, образуя выпрессовку. Пресс-формы с резиновыми деталями выдерживают в прессе в течение определенного времени, требующегося для завершения процесса вулканизации.

Рис. 16 Конструкция прессформы
Отдельные виды резиновых изделий после вулканизации подвергают более сложной обработке: распиливанию (шпальтованию) на отдельные слой резиновых пластин, вырубке из пластин подошвенных, каблучных и других деталей, выемке верхней площадки в пористых штампованных каблуках и др.
Резиновые изделия для низа обуви хранят на стеллажах, в вентилируемых затемненных помещениях при температуре от 0 до 20ºС на расстоянии не менее 1 м от отопительной системы.

3.4. Пороки и определение сортности обувных резиновых изделий
Пороки резиновых изделий возникают на различных стадиях производства. Ниже приводится краткая характеристика наиболее распространенных пороков резиновых изделий для низа обуви.
Пузыри, раковины, крупные поры на поверхности резиновых изделий и внутри них образуется при повышенной влажности отдельных компонентов резиновой смеси, неравномерном размешивании порообразователей, захвате воздуха резиновой смесью в процессе каландрования и др.
Неровная поверхность, вмятины, оспины, сыпь, отпечатки, шерохова-тость – все эти поверхностные пороки образуется в результате применения грубоизмельченных порошкообразных составных частей резиновой смеси, плохой очистки пресс-форм, наличия забоин и царапин на внутренней поверхности пресс-форм и т. п.
Неровный цвет, грязная поверхность, пятна, мраморность (характерные волнистые пятна с расцветкой, напоминающей поверхность мрамора) являются результатом неправильного смешения основных компонентов резиновой смеси с красителями и пигментами, а также резиновой смеси с добавляемой вырубкой от других смесей, применения плохо очищенных пресс-форм, попадания масла в резиновую смесь и др.
Выцветание серы, проявляющееся в образовании на поверхности резиновых деталей светло-серого мелкокристаллического налета, происходит при недовулканизации резиновой смеси и малом связывании каучука с серой при неправильном подборе мягчителей.
Недовулканизация внешне выражается в чрезмерной мягкости и пластичности резиновых изделий; недовулканизация резиновых изделий вызывается недостаточной дозировкой серы, ускорителей вулканизации или их активаторов, недостаточной продолжительностью вулканизации или низкой температурой плит вулканизационного пресса.
Толщину резиновых изделий измеряют при помощи микрометров с опорной площадкой диаметром 10-15 мм и прижимным усилением не более 1 н (0,1 кГ).
Плотность резиновых изделий непористых резиновых изделий опреде-ляют: непосредственным измерением длины, ширины и толчены испытуемых образцов и их взвешиванием на технических весах; методом гидростатического взвешивания, т. е. взвешивания на воздухе и в воде; взвешиванием и погружением в градуированную трубку с ртутью аналогично определению плотности кожи. При определении плотности пористой резины ввиду проникновения ртути или воды в открытые поры торцовых поверхностей объем устанавливают в большинстве случаев непосредственным измерением длины, ширины и толщины образцов цилиндрической формы диаметром 55 мм.
Твердость резиновых изделий. Для определения твердости обувных резиновых пластин и деталей применяют игольчатый твердометр ТМ – 2. Механизм твердометр смонтирован в небольшом хромированном корпусе. На нижней поверхности корпуса имеются шайба 1 с отверстием для цилиндрической затупленной иглы 2 и пластинка 3 такой же высоты, как и шайба 1; вверху прибора укреплена головка 4. Шкала 5 имеет деления от 0 до 100. Внутри прибора игла 2 связана посредством соответствующих приспособлений с пружиной и стрелкой 6.

Рис.17 Игольчатый твердомер для определения твердости резины
Предел прочности резиновых изделий при растяжении
Методика определения предела прочности резиновых изделий при растяжении в основном совпадает с методикой, принятой для кожевенных материалов, но исключается предварительное выдерживание образцов при нормальной относительной влажности воздуха. Результаты испытаний резиновых изделий выражают в ньютонах на квадратный сантиметр.
Сопротивление резиновых изделий многократному изгибу и растя-жению
Эти показатели имеют практическое значение при оценке качества рези-новых изделий для низа обуви, подвергающихся многократному изгибу и растяжению в процессе носки, т.е. резиновых подошв.

Рис. 18 Прибор для определения сопротивления резины много кратному изгибу
Сопротивление резиновых изделий прорыву ниток
Испытание подошвенной резины и подошв на сопротивление прорыву ниткой выполняют следующим образом. На специальном прессе в испытуемом образце резины пробивают 3 пары отверстий диаметром 1,5 мм; через каждую пару отверстий, расположенных друг от друга на расстоянии 6 мм, протягивают нитку, а затем при помощи специального приспособления к разрывной машине определяют нагрузку, при которой происходит прорыв резины между отверстиями.
Отбор проб для физико-механических испытаний резиновых изделий
Для испытаний резиновых изделий отбирают среднюю пробу в размере 0,05% от количества изделий в партии, но не менее 5 пластин или 10 полупар каждого вида штампованных и формованных деталей. В резиновых изделиях топографические различия отсутствуют, т. е. эти изделия характеризуются сравнительным постоянством физико-механических свойств в разных участках. Тем не менее, для обеспечения однообразия в отборе образцов для испытаний местоположение отбираемых образцов в резиновых изделиях точно регламентируют.

Общие сведения об изделиях из кожи: 2 комментария

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Обучающие пособия