Повышение конкурентоспособности отечественной меховой продукции за счет нанесения защитно-декоративных покрытий Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК675.6

И. Ш. Абдуллин, Е. А. Панкова, В. А. Усенко

ПОВЫШЕНИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ МЕХОВОЙ ПРОДУКЦИИ ЗА СЧЕТ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ

Ключевые слова: меховой полуфабрикат, ионно-плазменная конденсация, защитно-декоративные покрытия,

титан

В современных условиях весьма актуальна проблема увеличения ассортимента и качества меховых изделий. В этой связи нами предлагается разработка технологии получения композиционного материала на основе натурального меха. Достижение поставленной цели возможно за счет применения современных технологий, позволяющих комплексно воздействовать на материал и значительно улучшать его эстетические и эксплуатационные характеристики.

Keywords: Fur semifinished product, ionic-plasma condensation, protectively-decorative coverings, titan

In modern conditions the problem of increase in assortmen t and quality offur products is rather actual. Thereupon us working out of technology of reception of a composite material on the basis of natural fur is offered. Object in view achievement is possible at the expense of application of the modern technologies allowing in a complex to influence a material and considerably to improve its esthetic and operational characteristics.

Одним из путей повышения конкурентоспособности отечественной меховой продукции является повышение качества мехового полуфабриката, достичь которого можно за счет улучшения физических и механических характеристик материала в результате его модификации. Однако помимо указанных свойств меховой полуфабрикат должен отвечать и повышенным эстетическим требованиям, которые обеспечат расширение ассортимента выпускаемой продукции. Обзор литературных источников позволил сделать вывод, что для нанесения защитно-декоративных покрытий на меховой полуфабрикат можно использовать два метода металлизации: магнетронное напыление и ионно-плазменную конденсацию, поэтому в работе рассматривались оба метода для проведения сравнительной оценки и выявления наилучшего.

Метод магнетронного напыления основан на использовании аномального тлеющего разряда в инертном газе с наложением на него кольцеобразной зоны скрещенных неоднородных электрического и магнитного полей, локализующих и стабилизирующих газоразрядную плазму в прикатодной области [1].

Работа на установке ионно-плазменного нанесения покрытий потребовала разработки дополнительной технологической оснастки для крепления образцов. Это обусловлено необходимостью размещения образцов в центре вакуумной камеры точно напротив выходов электродуговых испарителей в зоне наибольшей концентрации ионов испаряемого материала. Приспособление представляет собой полую цилиндрическую конструкцию, выполненную из нержавеющей стали (12ХН10Т), диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Во время обработки приспособление вращается, что обеспечивает равномерное нанесение покрытия.

Общность рассматриваемых методов состоит в нанесении покрытия из отдельных частиц материала, находящихся в расплавленном состоянии. В обоих случаях в качестве распыляемого материала использовали мишени из титана (ВТ1 - 00). Выбор данного металла для обработки обусловлен его биологической инертностью, так как меховые изделия находятся в постоянном контакте с человеком и должны отвечать целому ряду санитарногигиеническими требованиями, предъявляемыми к готовому меховому полуфабрикату (СанПиН 2.4.7/1.1.1286-03 «Гигиенические требования к одежде для детей, подростков и взрослых», МР №29 ФЦ/2688-03). Кроме того, титан обладает и значительной твердостью,

устойчивостью к коррозии, к разбавленным растворам многих кислот и щелочей. На первом этапе работы обработка экспериментальных образцов проводилась в оптимальных режимах (выявленных с помощью пакета программ БТАТІБТІСА 6.0), после чего образцы подвергались оценке.

Результаты энергодисперсионных спектров подтверждают наличие титана в количестве 5,25% на волосяном покрове мехового полуфабриката после его обработки (рис. 1, 2).

Рис. 1 - Энергодисперсионный спектр волосяного покрова с нанопокрытием из металла

Full scale counts: 14331 Base(5)_pt1 Cursor: 4.500 keV

265 Counts

Весовой

%

46,97

29,78

1,64

0,29

17,01

1,94

0,48

1,89

100

klm-47-Ag keV

Итого

Рис. 2 - Энергодисперсионный спектр волосяного покрова без нанопокрытия

На рисунке 3 приводятся данные количественного анализа элементов выявленных в анализируемом образце (в том числе и искомого) по зависимости величины аналитического сигнала (оптическая плотность аналитической линии на фотопластинке; световой поток на фотоэлектрический приемник) элемента от его содержания в пробе.

Рис. 3 - Данные количественного анализа элементов в анализируемом образце по зависимости величины аналитического сигнала

На основании проведенной органолептической оценки и полученных результатов установлено, что наилучший эффект, сочетающий в себе получение красивого покрытия с сохранением мягкости и рассыпчатости волосяного покрова достигается при обработке в режиме т =2,5 мин; Р=0,6Па; и0п =ЮВ в случае ионно-плазменной конденсации и т =20 мин; Рраб=0,025Па; 1_=12см; при получении покрытий магнетронным распылением. Поэтому дальнейшие исследования показателей качества волосяного покрова и кожевой ткани проводились обработанных в установленных оптимальных режимах. Изменение поверхности волосяного покрова до и после обработки исследовалась с помощью электронной и АСМ микроскопии установлено, что поверхность обработанного волоса отличается более гладкой и ровной поверхностью.

Напыляемый на поверхность кератинсодержащих ВММ металлический нанослой, формируется последовательной укладкой частиц материала покрытия, находящихся в расплавленном состоянии. При образовании покрытия частицы деформируются, растекаются и затвердевают (рис. 4).

Рис. 4 - Схема формирования нанопокрытия на поверхности кертинсодержащих ВММ

От параметров технологического процесса, таких как состав, структура, химическое состояние напыляемого материала, а также величина тока дугового разряда плазмотрона и температура основы зависит не только качество напыляемого покрытия, но и его декоративные характеристики (например, цвет) [2].

Кроме того, ионно-плазменная обработка мехового полуфабриката позволяет: придать шкуркам оригинальную окраску «металлик», повысить светостойкость окраски на 12-37 %, повысить прочность и относительное удлинение на 78,2 % и 5 % соответственно, снизить диэлектрическую проницаемость на 55 %, уменьшить удельное поверхностное сопротивление волоса на 99 %, понизить электрический потенциал, возникающий на поверхности волосяного покрова на 60 % и обеспечить его постоянство во времени независимо от внешних воздействий.

Литература

1. Фролов, В.Я. Техника и технологи нанесения покрытий / В. Я. Фролов. - СПб.: Изд-во политехи. Унта., 2008. - 387 с.

2. Мекешкина-Абдуллина, Е.И. Модификация капиллярно-пористых ВМС, типа меха,

низкотемпературной плазмой пониженного давления / Вестник Казан. технол. ун-та. - 2011. - №1.

© И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ; Е. А. Панкова - канд. техн. наук, доц. той же кафедры, pankovaj@mail.ru; В. А. Усенко - асп. той же кафедры, slotl6@mail.ru