CC BY
40
И. Ш. Абдуллин, Ф. С. Шарифуллин, Р. Ф. Г айнутдинов
ВЛИЯНИЕ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ВЧЕ - РАЗРЯДА НА ОСВЕТЛЕНИЕ МЕХОВОГО ВОЛОСЯНОГО ПОКРОВА
Ключевые слова: мех, осветление, плазма, модификация, пикелевание.
В работе проведено исследование влияния потока плазмы ВЧЕ- разряда пониженного давления на процесс осветления мехового волосяного покрова.
Keywords: mechanical, lighting, plasma modification, pickling.
This paper studied the effect ofplasma flow discharge yester slipstream clarification process fur hair.
Введение
На меховом производстве часто приходится сталкиваться с наличием в сырье метисовых пород овец «пёстрой» или пятнистой окраской волосяного покрова шубной овчины. Это не позволяет расширить ассортимент разнообразной цветовой гаммы полуфабриката шубной овчины. Поэтому в технологию выделки шубной овчины вводят процесс осветления волосяного покрова, что дает возможность выпускать полуфабрикат шубной овчины светлых тонов и снизить естественную пятнистость волосяного покрова.
Мех относятся к высокомолекулярным волокнистым материалам животного происхождения и состоят в основном из волокнистых белков (коллагена, кератина). Одной из особенностей натуральных высокомолекулярных волокнистых материалов, существенно влияющих па осветление мехового волосяного покрова, является их структура [1].
Исследуя структуру кожного покров, ученые установили, что овчина состоит из трех основных слоев: эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки [2]. Эпидермис кожевой ткани овчин составляет всего 1,5—2,5% ее общей толщины состоит из ороговевших клеточных элементов и не влияет на прочность кожевой ткани, однако, оказывает влияние на связь волосяного покрова с кожевой тканью. Он состоит из ороговевших клеточных элементов с низкими механическими свойствами [3].
Непосредственно под эпидермисом, расположен основной слой шкуры - дерма. По данным разных авторов от 60 - 80%, до 96 - 98% от сухого остатка дермы составляет белок - коллаген [4].
По традиционной технологии для осветления волосяного покрова, используют достаточно концентрированные растворы пероксида водорода. Процесс ведется в щелочной среде в присутствии катализатора, что снижает физико-механические свойства волосяного покрова и кожевой ткани.
Существующие методы осветления волосяного покрова меха приводят к окислительной деструкции кератина и коллагена, что делает процесс осветления несовершенным. Для снижения негативного воздействия окислителя на волосяной покров и коже-вую ткань в процессе осветления необходимо снижать концентрацию пероксида водорода в ваннах. Для достижения максимального результата осветления при сниженных концентрациях окислителя перспективным является применение плазменной моди-
фикации сырья, которая, как известно, является одним из эффективных методов интенсификации жидкостных процессов [2].
Экспериментальная часть
Для проведения исследований образцы шубной овчины обрабатывали в плазме ВЧЕ разряда пониженного давления после процесса пикелевания и для сравнения обработку проводили после процесса протравления. Значения технологических параметров плазменных установок варьировались в следующих диапазонах: для обработки в плазме ВЧЕ разряда - время обработки t=1-10 минут, мощность разряда Wp=0,2-2,5 кВт, расход плазмообразующего газа G=0,02-0,08 г/с; в качестве плазмообразующего газа использовали аргон (Ar).
Через 30 минут после обработки плазмой ВЧЕ разрядов пониженного давления проводили процесс осветления по традиционной технологии. После процесса дубления определяли значения показателей осветления волосяного покрова (W, %), степень осветления определяли спектрофотометром Х-Rite Color Digital Swatchbook. Осветление контрольных и опытных образцов проводилось каталитическим методом. В качестве катализатора разложения пероксида водорода использовалось сернокислое железо. Результаты исследований влияния плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на волосяной покров шубной овчины после процесса пикелевания приведены на рисунке 1, а после протравления на рисунке 2 и после процесса пикелевания от продолжительности обработки и мощности разряда (GAr=0,12 г/с, Р=26,6 Па) выразительные качества и способности.
Показатель осветления волосяного покрова контрольного образца шубной овчины осветленного по традиционной технологии составляет Wk=53,4 %.
Из рисунка 1 видно, что образцы, обработанные плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления, имеют показатель осветления выше на 15,6% чем контрольные образцы. Это свидетельствует о более активном взаимодействии меланинов волоса с пероксидом водорода у обработанных образцов, что приводит к наиболее качественному осветлению.
°60
Л
П
*55
о
С
50
—•— Wp=0,2 кВт —■—Wp=0,5кВт А Wp=0,8кВт X Wp=1,1 кВт Ж Wp=1,4кВт
123456789 Время обработки, мин
Рис 1 - Зависимость показателя осветления образцов шубной овчины, обработанных плазмой ВЧЕ разряда (0дг=0,12 г/с, Р=26,6 Па)
^80 £
§75 и
«70
М
О
о
^ 65
ч §
I60 * о
^55 50
123456789
Время обработки, мин
Рис 2 - Зависимость показателя осветления образцов шубной овчины, обработанных плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления после процесса
—Wp=0,7 кВт
А Wp=0,9кВт X Wp=1,0кВт —Wp=1,1кВт
4А
//
>
протравления от продолжительности обработки и мощности разряда (0Аг=0,12 г/с, Р=26,6 Па)
Как видно из рисунка 2, показатель осветления в режиме Wp=0,9 кВт, Сдг=0,04 г/с, 1=3 мин,
Р=26,6 Па после протравления выше, по сравнению с образцами обработанными после пикелевания (рисунок 1). Это свидетельствует о том, что при воздействии плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления происходит усиление окислительного действия диоксида водорода и комплексообразования с пероксидом водорода.
Заключение
Данные исследований позволили сделать заключение о том, что показатель осветления волосяного покрова контрольного образца шубной овчины осветленного по традиционной технологии ниже, чем при воздействии ВЧЕ разряда.
Результаты вышеприведенных исследований свидетельствуют о том, что показатель осветления при плазменной обработки выше на 15,6% чем контрольные образцы.
Литература
1 Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности. / Под ред. Жихарева А.П. М.: «Академия», 2004. - 448с.
2 Островская А.В. Подготовительные процессы в производстве кожи и меха. Учебное пособие /А.В.Островская, Н.В.Светлаков. - Казань. КГТУ, 2002. - 128с.
3 Белякова В.И. Технология меха и шубной овчины / В.И.Белякова, В.Г.Зуева, Л.Н.Курлатова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-248с.
4 Райх Г. Коллаген. - М.: Легкая индустрия, 1969. - 328с.
© И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, abdullin_i@kstu.ru; Ф. С. Шарифуллин - д-р техн. наук, проф. той же кафедры; Р. Ф. Гайнутдинов - асп. той же кафедры, gainutdin_ruslan@mail.ru.
