У монографії викладено теоретичні основи і практичні аспекти відмочувально-зольних та переддубильних процесів і операцій виробництва шкіри та хутра. Наведено варіанти практичного їх виконання.

Розроблено ресурсоощадні технології виробництва одягових шкір з овечої сировини шляхом застосування сучасних полімерних матеріалів на основі ненасичених карбонових кислот у безнікельному хромовому і титановому дубленні і жирувальних препаратів у рідинному оздобленні. Визначено закономірності взаємодії колагену з полімерними і дубильними сполуками титану, а також вплив похідних малеїнової та акрилової кислот на формування структури і властивостей шкір під час мінералполімерного дублення. Розроблено оптимальні параметри процесу дублення, що забезпечує отримання конкурентоспроможної продукції при зменшенні витрати сировинних, матеріальних та енергетичних ресурсів й негативного екологічного навантаження на навколишнє середовище. Важливим аспектом сталого розвитку вітчизняного шкіряного виробництва є розробка ресурсоощадних та екологічно орієнтованих технологій виробництва конкурентоспроможної продукції сучасного асортименту. Зазначено, що завдяки поширеності та можливості виготовляти м’які, еластичні шкіри різноманітного призначення переробка овчини займає провідне місце у шкіряній галузі, а морфологічні та гістологічні особливості будови цього виду сировини обмежують ефективність його використання у шкіряному виробництві й спричиняє нераціональне використання сировинних та матеріальних ресурсів. Наголошено, що ефективним вирішенням цієї проблеми є впровадження технологій, які сприяють формуванню та наповненню структури дерми під час процесів дублення в результаті застосування сучасних реагентів різної природи. Визнано, що у цьому ракурсі доцільним та своєчасним є застосування полімерних матеріалів, які, взаємодіючи з колагеном та іншими застосовуваними хімічними реагентами, здатні надавати шкірі необхідні властивості без шкоди для здоров’я людини та навколишнього середовища. До таких полімерних матеріалів можна віднести матеріали нового покоління на основі ненасичених карбонових кислот (полімалеїнати та поліакрилати), вплив яких виявляється у формуванні структури, наповненості та гідротермічної стійкості дерми, інтенсифікації технологічного процесу у разі застосування під час дублення.

Подано актуальну інформацію щодо нових розробок у сфері технології виробництва натуральних шкір із покращеними фізико-механічними, теплофізичними, гігієнічними та технологічними властивостями для забезпечення функціонально-експлуатаційних вимог до взуття людей похилого віку. Наведено результати дослідження щодо доцільності використання у процесах рідинного оздоблення нових синтетичних матеріалів із метою цілеспрямованого формування структури та властивостей натуральних шкір для верху взуття. Визначено вплив умов виготовлення на фізико-механічні, гігієнічні, теплофізичні та технологічні властивості шкір для означеного взуття. Представлено розроблені ресурсоощадні екологічно орієнтовані технології виробництва шкір хромового дублення для верху взуття з покращеними фізико-механічними, теплофізичними, гігієнічними та технологічними властивостями, а також удосконалені конструкції та технології виготовлення взуття для людей похилого віку.

Удосконалено існуючі та створено нові комплексні екологічно безпечні технологічні процеси переробки колагенвмісних відходів шкіряної і рибопереробної промисловості для одержання біоматеріалів із прогнозованими властивостями, що забезпечує зменшення шкідливих викидів у навколишнє середовище. Визначено пріоритетні напрями використання відходів і побічних продуктів шкіряної та рибопереробної промисловості для одержання колагенвмісних матеріалів різного призначення. Показано особливості переробки й утилізації колагенвмісних відходів шкіряної і рибопереробної промисловості для одержання похідних колагену. Проведено фізико-хімічні дослідження одержаних колагенвмісних матеріалів за допомогою рідинної колонкової хроматографії, ІЧ-спектроскопії, термогравіметричного та рентгенфлуоресцентного аналізу. Розроблено технологічні процеси комплексної переробки та модифікації колагенвмісних матеріалів для створення біорозкладних плівкових, волокнистих матеріалів методом електроформування чи застосування у сільському господарстві для захисної обробки насіння. Проведено еколого-економічну оцінку технологій утилізації колагенвмісних відходів рибопереробної промисловості.

Наведено результати дослідження основних стадій формування шкіряних і хутрових матеріалів масового та спеціального призначення. Розроблені технології передбачають використання нових хімічних реагентів, у тому числі електрохімічно активованих водних розчинів. Розглянуто внесок одержаних водостійких шкіри та хутрового велюру в розширення асортименту натуральних матеріалів спеціального призначення.

This paper has considered the possibility of using new finishing formulations to finish the Crust leather, manufactured from cattle raw materials aimed to finish shoes and leather garments. The quality indicators of finishing formulations and their elementary chemical composition have been investigated. It was found that the finishing formulations possess a high covering capacity due to the presence of mineral pigments in their composition. X-ray fluorescent analysis has proven that the presence of chromium pigments and copper compounds renders the green color to the composition; the compounds of cobalt, copper, iron, chromium - blue color; cobalt compounds - reddish-brown color. It has been established that the finishing formulations are resistant to the effect of electrolytes of different nature over a wide pH interval, from 2 to 11. When determining the uniformity of the composition by using a chromatography method involving fan-shaped paper, it was found that the composition of blue has a pronounced purple hue, of reddish-brown - red. The effectiveness of the use of finishing formulations to finish the Crust leather has been proven by determining the indicators of its quality. The finishing formulations give the Crust high resistance to dry (exceeding 500 rotations) and wet friction (exceeding 150 rotations), multiple bending (exceeding 50,000 rotations), the effect of water (2 to 5 points), and organic solvents (2 to 4 points). At the same time, the finishing formulations are characterized by rapid diffusion into the structure of the leather with a natural front surface with the simultaneous provision of specific properties to it. Specifically: water-repelling properties (hydrophobicity), shine, wax grain, matte, saturated homogeneous color. The leather with the introduced finishing formulations does not require fixing the resulting coating with water-based varnish. It is recommended to use the finishing formulations in the production of Crust leather shoe top by applying them onto the surface by spraying or using a brush to create the desired effect.

Присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми розроблення технології хромощадного дублення шкір шляхом зменшення витрати сполук хрому та використання модифікованих дисперсій монтморилоніту. Запропоновано поетапну модифікацію монтморилоніту лужними пептизаторами та основним сульфатом хрому для ефективного використання під час хромового дублення шляхом утворення додаткових зв’язків в структурі дерми й взаємодію сполук хрому та модифікованої поверхні мінералу з колагеном. Суміщене використання сполук хрому та модифікованого монтморилоніту під час дублення дає змогу зменшити витрати хромового дубителя та його концентрацію у відпрацьованих рідинах. Розроблено технологію хромощадного дублення, яка забезпечує ефективне формування структури та властивостей шкіри зі зменшеною витратою сполук хрому та суміщеним використанням модифікованого монтморилоніту.

Удосконалено технології виготовлення взуття та шкіргалантерейних виробів з натуральних шкір із застосуванням лазерного устаткування з метою підвищення автоматизації й економічної ефективності виробництва, розширення асортименту виробів за рахунок створення унікального дизайну та покращення естетичних властивостей, забезпечення конкурентоспроможності виробів. Визначено вплив лазерної обробки (глибини та площі абляції) на фізико-механічні, гігієнічні й естетичні властивості натуральної шкіри для верху взуття та шкіргалантерейних виробів. Досліджено структуру дерми натуральної шкіри в зоні дії лазерного променя. Встановлено основні технологічні параметри виконання процесу оздоблення (гравірування та перфорація) та розкроювання деталей взуття із застосуванням лазерного устаткування. Розроблено вимоги до підготовки макетів декоративних елементів для лазерного гравірування, одержано коефіцієнти корегування їх лінійних розмірів для технологічного процесу формування. Вдосконалено технологію контурного нанесення декоративних елементів із застосуванням поверхневого лазерного гравірування. Розроблено дизайн і конструкції взуття та шкіргалантерейних виробів із застосуванням лазерного устаткування на різних етапах виробництва.

Досліджено комплекс фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей монолітних і мікропористих поліакрилових і поліуретанових плівок (МППУП). Встановлено зниження межі міцності, модуля еластичності та розривного подовження МППУП у порівнянні з монолітними відповідно в 5,0 - 5,6; 3,1 - 4,5 і 1,3 - 1,4 разу. При цьому найбільшою міцністю та розривним подовженням характеризуються плівки, отримані з поліуретанакрилової дисперсії, які досягають межі міцності 22 МПа та подовження у разі розривання 820 %. Порівняльний аналіз результатів дослідження експлуатаційних властивостей плівкоутворювачів на основі поліакрилових і поліуретанових полімерів надав змогу встановити, що найперспективнішими композиціями є водні системи. Термодинамічна нестійкість водних дисперсій полімерів надає можливість реалізувати різноманітність їх властивостей і пов'язаних із ними процесів структуроутворення при грунтуванні шкіряного напівфабрикату та плівкоутворенні на його поверхні при оздобленні. Встановлено кореляцію між фізико-механічними властивостями мікропористих і монолітних полімерних плівок та поліуретанових і поліуретанакрилових покриттів на шкіряному напівфабрикаті. Визначено переваги санітарно-гігієнічних властивостей шкір із поліуретан-акриловим покриттям перед шкірами з поліакриловим, модифікованим алкілкар-боксиетаноламінами природних нафтенових кислот гасово-газойлевої фракції та поліуретановим покриттям. Водночас поліуретанакрилові покриття переважають поліакрилові за комплексом фізико-механічних показників, зокрема за адгезійної міцністю в 2,6 - 4,0 рази, стійкістю до мокрого тертя в 5 разів, багаторазовим вигином більш ніж у 17 разів. Ураховуючи комплекс фізико-механічних і гігієнічних властивостей поліуретанакрилових плівок і покриттів, можна вважати перспективним їх використання для формування стійких до механічних деформацій еластичних шкіряних матеріалів.

Підвищена водостійкість шкіряних і велюрових овчинно-шубних матеріалів може бути досягнута за умов попереднього використання на стадії наповнювання-жирування структури матеріалу реагентів, які активно взаємодіють як з колагеном дерми, так і гідрофобізаторами при фізико-хімічному його структуруванні. Зважаючи на це, розроблено екологічно ефективні технології формування гідрофобних шкір (ГФШ) і хутрових велюрових матеріалів із використанням композиції на основі алкенмалеїнового полімеру. Для формування ГФШ використано шкіряний напівфабрикат хромового дублення після стругання товщиною 2,2 мм, вироблений із мокросолених шкур великої рогатої худоби (бичка) за діючою технологією. Для отримання гідрофобізованого хутрового велюру використано шкури напівгрубошерстних овчин прісно-сухого консервування. Жирування-гідрофобізацію напівфабрикату шкур бичка виконано у відпрацьованому наповнювальному розчині. Гідрофобізацію хутрового велюру проведено при зволожуванні напівфабрикату шляхом розпилення емульсії реагентів на шкірну тканину овчин. Наступні процеси й операції виготовлення готової шкіри та хутрового велюру виконано за діючою технологією. Ефективність процесу гідрофобізації отриманих матеріалів оцінено методами фізико-хімічних досліджень. За комплексом властивостей отримані матеріали характеризуються підвищеними показниками водостійкості та деформаційних властивостей у порівнянні з матеріалами, отриманими за діючими технологіями. Проведено апробацію та впровадження розробленої технології виготовлення ГФШ на приватному підприємстві АТ "Чинбар", які придатні для виготовлення елементів для верху взуття, що може експлуатуватись в екстремальних умовах. Апробацією розробленої технології виготовлення гідрофобізованого хутрового велюру овчини у напіввиробничих умовах встановлено підвищену його водостійкість і відповідність вимогам до виробів військового призначення.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л749.7-106 + М520.55-3

Рубрики:

Полімерні (епоксидні, кремнійорганічні) покриття

Покривне фарбування (апретування) шкіри

Шифр НБУВ: Ж25522 Пошук видання у каталогах НБУВ 

This monograph contains a collection of recent research papers focusing on advancing existing technologies and developing new technologies to improve the environmentally friendliness and save resources during the production of elastic leather materials. The papers are organized based on the type of technological process used to preserve raw hides. A lot of attention is devoted to mathematical planning, simulations, and multicriteria optimization of the technological processes using newly developed chemical reagents. The monograph contains a complex study of physicochemical properties and characteristics of the resulting leather materials. The developed technologies were tested by the private joint-stock company Chinbar (Kyiv, Ukraine) and implemented at Ukrainian tanneries.

Досліджено хімічні трансформації модифікованого колагену для прогнозування ефективного формування та стабілізації структури дерми з використанням дисперсій монтморилоніту, що оброблені різними модифікаторами. Ідентифікацію хімічних взаємодій оцінювали за допомогою ІЧ-спектроскопічних досліджень на желатині, амінокислотний склад якого є близьким до колагену. Наявність в структурі колагену активних до взаємодії карбоксильних, аміно-, пептидних і водневих груп сприяє ефективному структуруванню дерми. Під час переробки шкур в натуральну шкіру відбувається трансформація зв'язків у колагені. У цьому випадку хімічні матеріали взаємодіють із функціональними групами білка та утворюють нові хімічні зв'язки. Це сприяє стабілізації структури дерми. В результаті формується гігієнічних властивостей шкір. ІЧ-спектроскопічний аналіз виявив ефективну фізико-хімічну взаємодію між колагеном і модифікованими дисперсіями монтморилоніту. Це підтверджено утворенням чисельних зв'язків за участю функціональних груп желатину та активними центрами мінералу. Найбільші зміни спостерігаються у високо- та низькочастотній областях. Відповідно, спектри характеризують валентні коливання, які беруть участь в утворенні водневих, іонних і ковалентних зв'язків. Це надає можливість стверджувати, що попередньо хромований желатин, і в подальшому оброблений алюміній-модифікованою дисперсією монтморилоніту, має більше координаційних зв'язків. Це зумовлено гідроксокомплексними іонами Cr (III) та Al (III), які знаходяться між силікатними шарами. Водночас присутність попередньо хромованого желатину забезпечує утворення додаткових міжмолекулярних зв'язків, що може позначатись на стабільності властивостей та структуруванні колагену дерми. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість більш ефективного використання сполук хрому під час процесу дублення. За рахунок введення композиції на основі модифікованого сполуками алюмінію монтморилоніту буде досягнуто зменшення витрат хромових сполук. Це надасть можливість вирішити завдання екологізації виробництва та підвищення безпечності натуральних шкір для дитячого взуття.

Індекс рубрикатора НБУВ: М52-3 + М57-3

Рубрики:

Шкіряне виробництво

Хутрове виробництво

Шифр НБУВ: ІВ226208 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: М520.323

Рубрики:

Алюмінієве (галунове) дублення шкіри

Шифр НБУВ: Ж25522 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: М520.4/5

Рубрики:

Обробні процеси шкіряного виробництва

Шифр НБУВ: Ж69879 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено хімічні трансформації модифікованого колагену для прогнозування ефективного формування та стабілізації структури дерми з використанням дисперсій монтморилоніту, що оброблені різними модифікаторами. Ідентифікацію хімічних взаємодій оцінювали за допомогою ІЧ-спектроскопічних досліджень на желатині, амінокислотний склад якого є близьким до колагену. Наявність в структурі колагену активних до взаємодії карбоксильних, аміно-, пептидних і водневих груп сприяє ефективному структуруванню дерми. Під час переробки шкур в натуральну шкіру відбувається трансформація зв'язків у колагені. У цьому випадку хімічні матеріали взаємодіють із функціональними групами білка та утворюють нові хімічні зв'язки. Це сприяє стабілізації структури дерми. В результаті формується гігієнічних властивостей шкір. ІЧ-спектроскопічний аналіз виявив ефективну фізико-хімічну взаємодію між колагеном і модифікованими дисперсіями монтморилоніту. Це підтверджено утворенням чисельних зв'язків за участю функціональних груп желатину та активними центрами мінералу. Найбільші зміни спостерігаються у високо- та низькочастотній областях. Відповідно, спектри характеризують валентні коливання, які беруть участь в утворенні водневих, іонних і ковалентних зв'язків. Це надає можливість стверджувати, що попередньо хромований желатин, і в подальшому оброблений алюміній-модифікованою дисперсією монтморилоніту, має більше координаційних зв'язків. Це зумовлено гідроксокомплексними іонами Cr (III) та Al (III), які знаходяться між силікатними шарами. Водночас присутність попередньо хромованого желатину забезпечує утворення додаткових міжмолекулярних зв'язків, що може позначатись на стабільності властивостей та структуруванні колагену дерми. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість більш ефективного використання сполук хрому під час процесу дублення. За рахунок введення композиції на основі модифікованого сполуками алюмінію монтморилоніту буде досягнуто зменшення витрат хромових сполук. Це надасть можливість вирішити завдання екологізації виробництва та підвищення безпечності натуральних шкір для дитячого взуття.

Шкіра дуже чутлива до деградації мікроорганізмами під час обробки, зберігання, транспортування та використання. Тому актуальним залишається пошук препаратів та методів обробки шкіри, надання специфічних фунгіцидних властивостей залежно від призначення. Встановлено можливості використання композиції на основі модифікованих полісахаридів із додаванням ПВС та четвертинно амонієвих солей для обробки шкіри з метою надання фунгіцидних властивостей. Розглянуто останні публікації у відкритому доступі стосовно полімерних матеріалів, антисептичних та фунгіцидних препаратів, які використовують для одержання спеціальних властивостей. Принцип дії багатьох фунгіцидних чи бактерицидних препаратів у разі їх спільного застосування не з'ясований. Зокрема, у разі одночасного використання модифікованих полісахаридів і четвертинних амонієвих солей для антисептичної обробки шкіри. Досліджено вплив обробки шкіри композицією на основі модифікованого полісахариду на фізико-механічні та фунгіцидні властивості матеріалу. Встановлено, що полімерна композиція на основі модифікованого крохмалю та полівінілового спирту з додаванням четвертино амонієвих солей надає шкірі антисептичних властивостей, це доведено затримкою росту мікроорганізмів на 3 - 4 мм від краю зразка. Відносна повітропроникність шкіри зменшується майже вдвічі, також зменшується пористість шкіри на 5 - 10 % та збільшується жорсткість на 40 %. Висновки: встановлено, що застосування модифікованих полісахаридів надає шкірі спеціальних властивостей хоча викликає зниження межі міцності шкіри при розтягуванні, однак за своїми фізико-механічними властивостями оброблена шкіра відповідає вимогам нормативно-технічної документації до підкладкових шкір і може використовуватись для виготовлення устілок.

Незважаючи на широкий асортимент хімічних реагентів, які рекомендуються для формування водостійких шкіряних і хутрових матеріалів, існує об'єктивна необхідність у проведенні відповідних систематичних досліджень при отриманні натуральних матеріалів для виробів із різних видів колагенвмісної сировини. Розроблено технології формування водостійких шкіряних і хутрових велюрових матеріалів (ХВМ) із використанням алкенмалеїнового полімеру (АМП). Досліджено фізико-хімічні процеси виготовлення різного виду ВМ підвищеної водостійкості з сировини великої рогатої худоби - бичка хромового дублення після стругання напівфабрикату на товщину 2 мм і синтанно-танідного наповнювання та напівгрубошерстої овчини аналогічного наповнення товщиною 1,1 - 1,2 мм. Модифікований шкіряний велюр отримано шляхом оброблення напівфабрикату АМП у робочому розчині, а хутровий велюр - при розпилюванні його розчину на ворсовій поверхні напівфабрикату. Модифіковані матеріали характеризуються високими показниками динамічного опору, які для шкіряного велюру та шкірної тканини хутрового велюру є більшими у порівнянні з негідрофобізованими матеріалами відповідно в 50 і 28 разів, а за комплексом інших фізико-хімічних властивостей перевищують немодифіковані. Підвищення теплозахисних властивостей і стабільність фізико-хімічних показників хутрового велюру за умов високої вологості обумовлене диспергувальною і гідрофобізувальною дією на структуру шкірної тканини АМП. Отримані результати з формування шкіряних і ХВМ для виготовлення взуттєвих та одягових виробів надають підстави для проведення технологічних випробувань за напіввиробничих умов і виготовлення виробів для експлуатації за умов підвищеної вологості.

Оптимізовано показники якості натуральних шкір і параметри процесу їх дублення із використанням модифікованого монтморилоніту. Застосування методу багатокритеріальної оптимізації уможливило визначити раціональні параметри процесу дублення та окреслити оптимальні рівні показників якості отриманих шкір.