CC BY
46
В. П. Тихонова, Е. А. Симонов, Ф. Х. Билалова
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НТП НА ПРОЦЕСС КРАШЕНИЯ ШКУРОК КАРАКУЛЯ
Ключевые слова: низкотемпературная плазма, крашение, шкурки каракуля.
Показано, что использование плазменной обработки позволяет получить равномерную окраску волосяного покрова полуфабриката, устойчивую к сухому трению и свету.
Key words: low-temperature plasma (NTP), dyeing, astrakhan fur skins.
It is shown that use of plasma processing allows to receive uniform coloring of a scalp of the semi-finished product, steady against a dry friction and light.
Красильно-жировальные и отделочные процессы и операции в технологии обработки меха являются одними из наиболее важных процессов. Результатом выполнения является значительное расширение ассортимента, улучшение природной окраски и эстетических свойств мехового полуфабриката.
В последнее время для крашения волосяного покрова и тонирования кожевой ткани используют в основном кислотные красители, которые обеспечивают широкую цветовую гамму, высокую светостойкость и прочность окраски к трению, просты в применении и менее токсичны по сравнению с другими красителями.
Наряду с традиционными и вновь созданными методами, получила распространение объемная модификация капиллярно-пористых материалов. Исследованиями доказано, что плазменная обработка мехового полуфабриката позволяет повысить интенсивность окраса, равномерность и глубину прокраса, структура волоса становится более равномерной и упорядоченной [1].
С целью определения влияния неравновесной низкотемпературной плазмы (ННТП) на значения температуры сваривания образцов после дубления выбрано шесть гидрофильных режимов обработки шкурок черного и серого каракуля с вариацией времени обработки от 4 до 6 минут; силы тока от 0,6 А до 0,7 А и напряжения на аноде от 5 кВ до 6 кВ (табл. 1). В качестве плазмообразующего газа в первых двух режимах использовался чистый Аг, в следующих двух режимах - Аг=70% и воздух=30% и в последних двух режимах - Аг=70% и пропан=30%. Обработка проводилась при давлении в рабочей камере 26,6 Па.
Как видно из табл. 1, плазменное
воздействие в первом режиме позволило повысить температуру сваривания дубленого полуфабриката черного каракуля на 8 С, серого - на 5 С. Сравнительно высокие показатели определили первый режим обработки как основной.
Дальнейшие исследования были направлены на получение шкурок черного и серого каракуля с глубоко насыщенным цветом волосяного покрова при сокращении концентрации используемых красителей. Известно, что кислотное крашение осуществляется при относительно высокой температуре (650С), поэтому необходима
соответствующая подготовка полуфабриката, в частности, проведение процесса додубливания. Таблица 1 - Влияние режимов НТП обработки на показатели температуры сваривания образцов
Режим Плазмо- образу- ющий газ Т А св кожевой ткани черного каракуля,0 С Тсв св кожевой ткани серого 0 каракуля, С
в=0,04 г/с и=5кВ 1=0,6 А г=4 мин Ar 48 63
в=0,04 г/с и=6кВ 1=0,7А г=6 мин Ar 46 53
в=0,04 г/с и=5кВ 1=0,6 А г=4 мин Ar=70, воздух=3 0 43 58
в=0,04 г/с и=6кВ 1=0,7А г=6 мин Ar=70, воздух=3 0 42 55
в=0,04 г/с и=5кВ 1=0,6 А г=4 мин Ar=70, пропан= 30 41 51
в=0,04 г/с и=6кВ 1=0,7А г=6 мин Ar=70, пропан= 30 39 54
Контроль ный - 40 58
На рисунке 1 приведена оценка влияния предварительной плазменной обработки на
изменение термостойкости исследуемых
полуфабрикатов после процесса додубливания. Температура сваривания опытных образцов шкурок серого каракуля повысилась на 140С по сравнению с контрольным образцом (необработанным плазмой). Температура сваривания опытных образцов шкурок черного каракуля увеличилась на 40С.
Тсв черного каракуля Тсв черного каракуля Тсв серого каракуля Тсв серого каракуля с НТП контрольного с НТП контрольного
■ Тс* jo joj>О.швания | Тсв после лолублнванпя
Рис. 1 - Сравнительные показатели температуры сваривания опытных и контрольных образцов шкурок каракуля до и после процесса додубливания
Далее кожевая ткань полуфабрикатов подвергалась кислотному крашению (тонированию) с использованием красителей фирмы «Lowenstein». Крашение проводилось в течение 3 часов.
С целью установления закономерностей протекания процесса крашения исследуемых шкурок с предварительной плазменной обработкой контролировалась выбираемость красителя из красильной ванны. Для этого определяли оптическую плотность красильных растворов на фотоэлектрическом концентрационном колориметре КФК-2.
Изменение оптической плотности красильных растворов в зависимости от продолжительности крашения и применяемой технологии представлены на рисунке 2.
0,33
Время г. мин
Рис. 2 - Зависимость оптической плотности красильного раствора от продолжительности кислотного крашения кожевой ткани:
♦ Сер. каракуль И Сер. каракуль НТП контрольный
Черн, каракуль Черн, караку ль НТО контрольный
Как видно из рисунка 2, опытные образцы характеризуются постепенным снижением значений оптической плотности, что обеспечивает диффузию красителя в структуру дермы, и, следовательно, получение равномерной и интенсивной окраски кожевой ткани. Конечная выбираемость красителя
из ванны в случае крашения опытных образцов увеличивается в среднем на 15-20%.
Изменение оптической плотности растворов красителей в процессе крашения волосяного
Рис. 3 - Зависимость оптической плотности красильного раствора от продолжительности кислотного крашения волосяного покрова:
♦ Сер. караку ль ■ Сер. каракуль НТО контрольный
Черн, каракуль -ф- Черн, каракуль НТП контрольный
В начале процесса создавались условия, обеспечивающие диффузию красителей внутрь волоса, что является определяющим фактором получения равномерной окраски и повышения ее светостойкости и устойчивости к различным воздействиям. Первые 15 минут обработка велась в растворе выравнивателей. Затем заливался раствор красителей, расход которых зависит от требуемой насыщенности окраски и концентрации активного вещества в красителе.
Известно, что, обладая сродством к белковым волокнам, кислотные красители сорбируются на их поверхности, диффундируют вглубь и закрепляются на активных центрах белка ионными связями [2]. Указанные связи образуются в кислой среде, благодаря тому, что в этих условиях аминогруппы белка ионизируются, то есть приобретают положительный заряд по схеме:
НООС НООС
Б< + НХ+КрБОзЫа ~ Б< •-038Кр+№Х
N42 ЫИз+
Прочная фиксация красителя на волокне обеспечивается постепенным понижением рН раствора к концу процесса с помощью муравьиной кислоты, которая дозируется в два приема с интервалом 30-60 минут.
При исследовании влияния ННТП на интенсификацию процесса крашения волосяного покрова шкурок каракуля обнаружено, что оптическая плотность красильных растворов резко снижается по истечении 1 часа крашения: выбираемость красителя достигает значений 70% (опытные образцы) и 50% (контрольные образцы). В конце процесса крашения выбираемость красителя составила 90-95% и 80-83% соответственно.
9б
Органолептическая оценка глубины и равномерности окраски образцов, обработанных высокочастотной плазмой показала, что полуфабрикаты характеризуются сравнительно большей насыщенностью и равномерностью.
Таким образом, установлено, что предварительное плазменное воздействие на полуфабрикат шкурок каракуля способствует интенсификации процессов додубливания и крашения. При этом появляется возможность сокращения расхода красителей до 20%.
Испытания предлагаемых методик крашения на целых шкурках подтвердили эффект
влияния НТП на качественные и количественные характеристики окрашенных шкурок каракуля.
Литература
1. Абдуллин, И.Ш. Изучение влияния плазменной обработки на процессы крашения шкур бобра/ И.Ш. Абдуллин, М.Ю. Берселева, Г.Г. Лутфуллина, А.А. Ягафарова, Л.Б. Журавлев// Вестник Казан. технол. унта, 2012.- №13. -С.57-58.
2. Белякова, В.И. Технология меха и шубной овчины / В.И.Белякова, В.Г.Зуева, Л.И.Курлатова. - М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1984.-248с.
© В. П. Тихонова - канд. техн. наук, доц. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, [email protected]; Е. А. Симонов - д-р техн. наук, проф., науч. консультант ООО «Меховщик»; Ф. Х. Билалова -асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ.
