CC BY
21
УДК 675.15
Г. Р. Рахматуллина, М З. Дубиновский ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЧАТОЧНОЙ КОЖИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАЗМЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ
Ключевые слова: перчаточная кожа, технология, плазменная модификация.
Исследовано влияние неравновесной низкотемпературной плазмы на механические показатели перчаточных кож из шкур овчины. Найдены режимы плазменной модификации, способствующие существенной интенсификации жидкостных процессов производства перчаточных кож.
Keywords: leather glove, technology, plasma modification.
Influence of nonequilibrium low-temperature plasma on mechanical indicators of glove skin from skins of a sheepskin hides is investigated. The modes of plasma modification promoting an essential intensification oof liquid processes of production oof glove skin are found.
Введение
Для изготовления высококачественных перчаток требуется кожа специальной выделки, отличной от выделки кожи, используемой для производства другой галантерейной продукции (сумок, кошельков и т.д.). Кожа, используемая при производстве перчаток, должна быть не менее прочной, чем кожа, используемая при пошиве сумок и обуви, но и одновременно достаточно тонкой (толщина от 0,4 мм), чтобы максимально приспосабливаться к движениям руки.
В данной работе предпринята попытка улучшения свойств перчаточной кожи из шкур овчины, за счет внедрения в технологию ее производства модификацию неравновесной низкотемпературной плазмой. Неравновесная низкотемпературная плазма - физический метод модификации материалов, где под действием электромагнитного поля происходит нагрев плазмообразующего газа до состояния плазмы. При этом ионная бомбардировка и рекомбинация являются основными факторами воздействия высокочастотной плазмы пониженного давления на структуру натурального капиллярно-пористого материала [1].
Экспериментальная часть
Объектами исследования служили шкуры овчины пресно-сухого способа консервирования.
Варьировались следующие входные параметры плазменной установки: напряжение на аноде (и) 1,5-5,5 кВ; сила тока на аноде (I), 0,3-0,72 А. Рабочее давление в разрядной камере (Р), расход плазмообразующего газа (О), частота генератора (1) и продолжительность обработки (1) оставались постоянными и соответственно равными 26,6 Па, 0,04 г/с, 13,56 МГц и 3 мин, на основании ранее проведенных экспериментов на кафедре ПНТВМ [2]. В качестве плазмообразующего газа использовался аргон. Режимы плазменной модификации объектов исследования представлены в таблице 1.
Критерии плазменного воздействия - время впитывания поверхностью капли дистиллированной воды и температура сваривания.
Таблица 1 - Режимы плазменной модификации (G=0,04 г/с, Р=26,6 Па, f=13,56 МГц, ^3мин)
Режимы Параметры плазменной модификации
U, кВ I, А
1 1,5 0,3
2 2 0,35
3 2,5 0,39
4 3 0,43
5 3,5 0,5
6 4 0,55
7 4,5 0,62
8 5 0,68
9 5,5 0,72
Результаты и их обсуждение
В связи с тем, что обработку неравновесной низкотемпературной плазмой проводили в сырье, поставлена цель определения гидрофильного режима, способствующего интенсификации жидкостных процессов. Результаты по измерению времени впитывания капли дистиллированной воды кожевенного сырья из шкур овчины пресно-сухого способа консервирования приведены на рисунке 1.
Рис. 1 - Зависимость времени впитывания капли воды поверхностью сырья из шкур овчины от режима плазменной обработки
На основании результатов, представленных на рисунке 1, можно выявить диапазон параметров плазменной модификации, способствующих уменьшению времени впитывания капли дистиллированной воды. Для сырья из шкур овчины
пресно-сухого способа консервирования все режимы являются гидрофильными, однако наилучшие результаты получены в режимах 5-9. Гидрофильность увеличивается до 15 раз.
С целью исследования изменения свойств натурального материала при плазменной модификации в сырье выбран один из наилучших режимов (на примере 6 режима) и проведен технологический цикл производства кожи от отмоки до процесса дубления включительно. Критерием изменения структуры выбран показатель температуры сваривания. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Изменение температуры сваривания в ходе технологического цикла производства кожи из шкур овчины
Образцы Температура сваривания, 0С
в сырье после отмоки после золения после дубления
контроль ный 72 66 38 80
опытный 72 64 36 85
жировальные процессы производства перчаточной кожи из шкур овчины выбраны механические показатели: прочность кожи при разрыве и относительное удлинение. Результаты изменения механических показателей кожи, представлены в таблице 3.
л 500
■ ||Н||||
; юо
а
т
контр. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Режимы плазменной обработки
Рис. 2 - Зависимость времени впитывания капли воды поверхностью полуфабриката из шкур овчины от режима плазменной обработки
Из результатов, представленных в таблице 2, видно, что температура сваривания опытных образцов падает после процессов отмоки и золения на 20С по отношению к контрольному варианту, что свидетельствует о более разделенной структуре после плазменной модификации. Кроме того, проведены исследования по определению содержания влаги после процесса отмоки. Установлено, что содержание влаги у контрольного образца составляет 68%, у опытного - 74%. Следовательно, происходит интенсификация процесса, и в дальнейшем можно сократить продолжительность отмоки, после модификации сырья в потоке неравновесной низкотемпературной плазмы.
Температура сваривания опытного образца после процесса дубления выше контрольного варианта на 50С, что свидетельствует о лучшем связывании активных центров белка с хромовыми комплексами и как следствие, способствует производству кожи с более высокими прочностными показателями.
На следующем этапе работы полуфабрикат из шкур овчины подвергали плазменной модификации в режимах, представленных в таблице 1. Критерием влияния плазменной обработки служил показатель времени впитывания капли дистиллированной воды. Результаты представлены на рисунке 2.
Из рисунка 2 видно, что все режимы плазменной модификации, которым подвергали полуфабрикат из шкур овчины, придают поверхности гидрофильный эффект. Наилучшие результаты наблюдаются в 1, 3, 4 и 6 режимах плазменной модификации, гидрофильность повышается до 9 раз.
На основании полученных результатов, данные режимы взяты как наилучшие и на образцах вет-блю, модифицированных в данных режимах, проведены красильно-жировальные процессы, согласно классической технологии. Критерием влияния плазменной обработки на красильно-
Из значений, представленных в таблице 3 видно, что плазменная модификация вет-блю из шкур овчины способствует повышению предела прочности при разрыве, при этом наилучшие результаты получены при модификации в 3 режиме: прочность перчаточной кожи увеличивается на 40% по отношению к контрольному варианту.
Таблица 3 - Механические перчаточной кожи из шкур овчин
показатели
Механические показатели
Образцы предел прочности при растяжении, МПа удлинение при
напряжении 10 МПа,
Образец, модифицированный в режиме 1 11,4 80
Образец, модифицированный в режиме 3 15,8 74
образец, модифицированный в режиме 4 13,2 73
Образец, модифицированный в режиме 6 12,8 75
Контрольный 11,2 58
при плазменной отношению к
Увеличивается и удлинение модификации до 38% по контрольному варианту.
Таким образом, можно рекомендовать следующую технологию производства перчаточной кожи из шкур овчины, отличающуюся от традиционной тем, что предложена двукратная модификация неравновесной низкотемпературной плазмой сырья перед процессом отмоки (в режиме
0=0,04 г/с, Р=26,6 Па, £=13,56 МГц, 1=3мин, И=4 кВ, 1=0,55А) и вет-блю перед красильно-жировальными процессами (в режиме 0=0,04 г/с, Р=26,6 Па, £=13,56 МГц, 1=3мин, И=2,5 кВ, 1=0,39А).
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1) Установлено влияние неравновесной низкотемпературной плазмы на сырье пресно-сухого способа консервирования и полуфабрикат из шкур овчины.
2) Найден диапазон параметров плазменной модификации, способствующих уменьшению времени впитывания капли дистиллированной воды поверхностью сырья из шкур овчины. Гидрофильность поверхности увеличивается до 15 раз.
3) Установлено, что при модификации сырья из шкур овчины пресно-сухого способа консервирования в наилучшем режиме, достигаются изменения температуры сваривания в ходе технологического цикла производства кожи по отношению к контрольному варианту: уменьшение температуры сваривания на 20С после отмоки и
золения; увеличение на 50С после процесса дубления.
4) Найден диапазон параметров плазменной модификации, способствующих уменьшению времени впитывания капли дистиллированной воды поверхностью полуфабриката из шкур овчины. Гидрофильность поверхности увеличивается до 9 раз.
5) Показано, что плазменная модификация вет-блю из шкур овчины способствует повышению механических показателей перчаточной кожи: прочность увеличивается на 40%, удлинение - до 38% по отношению к контрольному варианту.
Литература
1. Абдуллин И.Ш., Абуталипова Л.Н., Желтухин В.С., Красина И.В. Высокочастотная плазменная обработка в динамическом вакууме капиллярно-пористых материалов. Теория и практика применения. Казань Изд-во Казанского гос. ун-та, 2004. - 428с.
2. Рахматуллина, Г.Р. Модификация обувной подкладочной кожи с целью улучшения ее свойств / Г.Р. Рахматуллина [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. - 2009.- №4. - С.136 -139.
© Г. Р. Рахматуллина - д.т.н., профессор каф. Плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, gulnaz-f@yandex.ru; М. З. Дубиновский - д.т.н., профессор, генеральный директор ООО «Легхим», mark.dubinovskiy@mail.ru.
© G. R. Rakhmatullina - doctor of technical science, professor of department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials, KNRTU, gulnaz-f@yandex.ru; M. Z. Dubinovsky - doctor of technical science, full professor, general director of «Legchim», mark.dubinovskiy@mail.ru.
