Производство натуральной кожи

История.

Кожа - это натуральный материал, сделанный из шкур различных животных. Так же, как нет двух одинаковых животных, так и нет двух идентичных кусков кожи. Эти естественные особенности не являются дефектами, а только добавляют уникальности каждому готовому изделию. Особенно это относится к экзотической коже.

Обработка кожи, пожалуй, одно из древнейших ремесел на земле. Первобытные люди начали обрабатывать шкуры животных много тысяч лет назад. Этот процесс можно назвать самой первой обрабатывающей промышленностью. Согласно утверждениям археологов, в древнем Египте были найдены остатки кожаной одежды, которая была изготовлена еще в 13 веке до нашей эры. Из кожи изготавливали практически все. Древние люди использовали для защиты ног примитивную обувь: обматывали ноги кусками шкур животных и закрепляли кожаными полосками или жилами. Самой первой обувью человека были сандалии, которые вместо подошвы имели дощечку, привязанную к стопе кожаными ремешками.

На животных охотились с целью получения их мяса и жира, но перед применением пищи с животного следовало снять шкуру. Для этого использовались острые куски кремня, а позже – кремниевые ножи. Далее шкуры использовались для согревания тел людей и обертывались вокруг ног, являя собой первый тип ботинок. Но необработанные шкуры скоро начинали разлагаться и гнить. Было замечено, что высушивание шкур на солнце консервирует их, но в результате получался очень твердый, негибкий материал, мало пригодный для изготовления одежды. Шкуры следовало смягчить. Это было сделано посредством натирания подготавливаемой шкуры различными жирами.

Жир также помогал предотвращать промокание шкур. Данный вид обработки делал шкуры животных мягкими и эластичными. Кроме того, для обработки шкур использовалась вода, в которую добавляли различные виды коры и ягод. Было обнаружено, что после такой обработки шкур они становились значительно мягче и могли противостоять гниению. Активные вещества, содержащиеся в вытяжках из определенных растений и производящие такое воздействие на шкуры животных, называют танинами. Это был один из первых методов дубления кожи. Постепенно техника изготовления вещей из кожи совершенствовалась, предметы обихода превращались в настоящие произведения искусства.

Наверное, все народы Земли занимались кожевничеством, ведь в древности кожа была самым доступным материалом. Прясть и ткать человечество научилось гораздо позднее. Угры (группа финских народностей - финно-угорская языковая группа) шили сапоги из кожи птиц с оперением; многие племена украшали кожаную одежду и обувь вышивками шелком и золотом, драгоценными камнями, росписью, жемчугом. Индейцы закрывали швы на кожаной одежде полосками из цветных колючих чешуек рыб, чтобы швы не пропускали влагу.

Для славян кожевничество тоже было старейшим промыслом. Уже в VI-VII веках на Руси были известны различные способы выделки и обработки кож. Особенно развилась художественная обработка кожи на Севере и в Центральной России. Так, например, в городе Торжке выделывали разноцветный сафьян, изготавливали из него вышитые серебром, золотом, шелками подушки, пояса, кошельки, кисеты, обувь. До Первой мировой войны из России экспортировали эти предметы, а также некоторые виды кож, превосходившие по своим качествам европейские аналоги.

Еще следует обязательно отметить широкое использование кожи в книгопечатании. Долгое время книги писали на пергаменте - высушенной на раме телячьей коже. Кроме того, из кожи делали сами книжные переплеты.

Процессы, используемые для производства кожи в наши дни, изобретены нашими предками много тысяч лет назад. С древних времен при производстве кожи использовался процесс дубления, производимый с применением мозга животных как источника эмульгированных масел. Данный процесс известен как "индийское дубление", и эта практика все еще используется некоторыми людьми в небольших масштабах. Этот процесс дубления применяется чаще всего для выделки оленьих кож. Эта практика породила высказывание, что 'животное имеет умственные способности, которых хватает лишь на сохранение его собственной шкуры, мертвой или живой.

Не потеряла своей актуальности кожа и в современном мире. При всем развитии техники и появлении новых синтетических материалов – кожа продолжает притягивать к себе все новых сторонников и почитателей. В наше время изделия из натуральной кожи пользуются большим спросом, несмотря на их высокую цену.

ПРОИЗВОДСТВО НАТУРАЛЬНОЙ КОЖИ

Обработка кожсырья

Считается, что самая высококачественная кожа делается из шкур коров (бык, теленок). Она идет на обувь, одежду, обивку мебели и др. Кожа из шкур овец или коз (овчина, козлина), в основном, используются с волосяным покровом (как мех). Кожа из свиных шкур эластична, но имеет стойкий характерный запах, поэтому ценится ниже других. Кожу из крокодила, питона, ската, страуса и других экзотических животных используют для производства кожгалантереи, одежды, обуви и других направлениях бизнеса.

Существует правило, чем выше качество шкуры, тем меньше этапов в технологическом цикле ее обработки до готовой кожи. Задача, которая ставится при переработке шкур с хорошим качеством лица (под лицом понимается верхний слой шкуры), обычно заключается в том, чтобы лицо было сохранено и, даже, подчеркнуто. На готовой продукции сохраняется натуральный рисунок лица - морщинки и поры, которые имеются на необработанной шкуре. Прикладывая ладонь к поверхности кожи с натуральным лицом (fool grain) получаешь ощущение натурального эластичного изделия.

Шкуры молочных телят (опоек), имея меньшую толщину по сравнению со шкурами взрослых животных, могут конкурировать с ними по прочности и износостойкости. Это объясняется более густой и плотной волоконной структурой шкур молочных телят. Процесс переработки шкур до готовой кожи упрощенно можно рассматривать как совокупность трех основных этапов:

Выделка кожи.

Выделка - один из самых простых способов обработки кожи, в то же время и самый древний из них.

Производство готовой кожи - довольно трудоемкий и длинный процесс, который состоит из трех основных стадий кожевенного производства:

отмочно-зольные процессы;

подготовительные процессы и дубление;

химическая отделка и красильно-жировальные процессы.

Отмочно-зольные процессы

Сырые кожи: шкуры крупного рогатого скота, главным образом шкуры быков и коров, при этом учитываются их происхождение и весовая категория. Сырые шкуры поставляются с юга Германии и из Швейцарии, а также из других регионов: шкуры диких животных – из США, Южной Америки, Австралии, Новой Зеландии и т.д., в отдельных случаях используются шкуры водяного буйвола (Индия и Индонезия), реже - телячьи и свиные шкуры.

Консервирование: Если доставка кожи не занимает много времени и предусмотрена немедленная её обработка, то кожа просто замораживается. Для всех случаев нормальной считается поставка просоленных кож.

Отмачивание: Первый этап обработки. Кожи замачивают, чтобы удалить грязь. Они вновь набирают влагу. Для смягчения используют биологические увлажняющие средства. Сначала достигается предварительная мягкость, затем – основная. После того как кожа размягчена, могут быть удалены остатки мяса.

Золение: Удаление верхнего рогового слоя кожи и волосяного покрова. На этом этапе определяют сорт кожи, что служит основой для ее дальнейшего целевого назначения. Применяемые хим. вещества: известь и сернистый натрий, которые потом нейтрализуются кислотой.

При этом ставятся в основном следующие 4 цели:

1) ослабить связи волоса и эпидермиса с дермой;

2) осуществить частичное омыление жировых веществ;

3) достигнуть достаточного набухания волокон шкуры;

4) привести шкуру в химическое состояние, необходимое для дубления.

Кроме того, условия золения и прозоленности влияют и на такие свойства готовой кожи как прочность при растяжении и влагоемкость. Прочность у кож, подвергшихся интенсивному действию зольника, всегда меньше. Это связано с разрушением связей в главной цепи (внутримолекулярных связей) при такой отработке.

Водостойкость же при интенсивной обработке зольным раствором у кож понижается, что связано с повышением их пористости.

Подготовительный процесс.

Сгонка шерсти. Производится на специальных волосогонных машинах. Эта операция осуществляется после золения, когда связь между волосом и дермой ослаблена. Полуфабрикат после сгонки шерсти обычно называют гольем.

Мездрение: Удаление прирезей мяса, сухожилий и подкожной жирового слоя (мездры). Мездра используется для производства технического желатина. Обработанные кожи готовы к дублению и называются «гольё».

Чистка лица. Эта операция следует после мездрения. Чистка заключается в удалении коротких волос (подседа), а также частично продуктов распада белков и жиров.

Обеззоливание и протравка: Кожа очищается от продуктов золения посредством нейтрализации, проводится деферментация – протравка. Кожа обрабатывается основательно и становится более гладкой. Золеное голье находится в состоянии нажора — сильного набухания и содержит большое количество соединений кальция, как связанных с коллагеном, так и отложившихся в виде извести и известковых солей.

Бучение: Служит подготовкой процессу минерального дубления. Голье погружают в барабаны с соляным раствором, а затем обрабатывают слабо концентрированной кислотой. Добавленные во время этого процесса дубильные вещества еще не могут воздействовать активно, но равномерно пропитывают голье.

Промывка. Промывку проводят водой для удаления солей кальция и продуктов распада белков. После промывки голье поступает в дубильные аппараты для дубления.

Двоение Wet Blue: Двоению подвергают голье, полученное из крупного сырья (бычка, яловки, бычины и т. д.). При двоении голье после золения распиливают на двоильных машинах на два слоя: верхний лицевой слой и нижний бахтармяный.

Гольё по всей поверхности разрезается по толщине на слои. Слой со следами пороков кожи срезается равномерно по всей толщине. У остальных слоев сохраняется природная неравномерность толщины. Верхний слой – будущая натуральная кожа/ Нижние слои после дубления называются спилками. Верхний слой кожи, используемый для производства кожаной мебели, подвергается дополнительному золению.

При распиливании задаются толщиной лицевого спилка, поэтому он получается с одинаковой толщиной по всей площади. Верхний спилок идет обычно для изготовления более ответственных деталей обуви, бахтармяный для менее ответственных деталей обуви и галантерейных кож.

Необходимо при этом учесть, что общая прочность спилков по сравнению с исходным гольем низкая.

Кроме вышеперечисленных подготовительных операций для некоторых видов кожи применяются дополнительно двоение, чепракование, мягчение, пикелевание.

Дубление

Дубильный цех.

Полученное сырье обрабатывается в специальных дубильный барабанах, после чего получается хромовый полуфабрикат wet blue, который готов к использованию.

Полученное голье непригодно для изготовления обуви и других изделий. При обводнении голье сильно набухает, поглощая в больших количествах влагу и намного увеличиваясь в объеме.

Высыхание голья сопровождается резким уменьшением его объема, склеиванием его структурных элементов и изменением механических свойств. Высушенное голье становится жестким, рогообразным и ломким. Голье не устойчиво к нагреву во влажном состоянии, действию бактерий и ферментов. Таким образом, теряется форма, устойчивость материала. Чтобы избавиться от этих явлений голье дубят, т. е. обрабатывают дубильными веществами.

По современным представлениям дубление есть процесс скрепления молекул коллагена частицами дубителя (поперечное сшивание молекул)

Полученная в результате дубления кожа отличается от голья по целому раду свойств:

♦ снижается влагоемкость, поскольку теряется способность к набуханию в воде;

♦ повышается жесткость, так как при дублении за счет образования дополнительных сшивок у дермы теряется подвижность макромолекул коллагена кожи;

♦ повышается прочность структурных элементов колеи. Но при этом следует помнить, что чрезмерная продубленность, наоборот, снижает прочность. Это объясняется тем, что при продубливании выше некоторого оптимума прочность падает за счет увеличения жесткости и снижения способности к ориентации структурных элементов кожи;

♦ повышается упругость и связанная с ним износостойкость;

♦ повышается термостойкость. Это связано с повышением числа поперечных химических связей и температуры сваривания при дублении (Tcg);

♦ повышается пористость. Это объясняется тем, что дубители, проникая (вклиниваясь) в структуру дермы, разъединяют элементы структуры и в дальнейшем такое фиксируется за счет образования химических поперечных связей;

♦ повышается формоустойчивость. Это связано с тем, что дубители, образуя поперечные связи между макромолеклами коллагена, не дают возможность набухать дерме и, кроме того, не дают им сближаться и склеиваться;

♦ повышается химическая стойкость. Это связано с тем, что функциональные группы коллагена дермы блокированы дубителями;

♦ улучшается внешний вид;

♦ у дермы после дубления повышается толщина, площадь и угол наклона пучков коллагеновых волокон. Это уже говорит об экономической эффективности дубления и повышении, в частности, износостойкости подошвенных кож.

Современная теория дубления рассматривает дубление как процесс, состоящий из ряда физико-химических явлений и протекающий в две стадии. Первая стадия — диффузия дубителя в толщину голья, вторая — взаимодействие дубителя с молекулами коллагена. При этом оба процесса происходят одновременно.

Дубящие вещества классифицируются по двум группам:

1. Органические (таниды, альдегиды, жиры).

2. Минеральные (титановые, хромовые, циркониевые и алюминиевые соединения).

Основное дубление:

Хромовое дубление проводится водными растворами основных солей трехвалентного хрома, который не ядовит. Дубильные вещества глубоко проникают в кожу, что способствует её укреплению и при нормальном использовании не приведет к повреждениям. Шестивалентный хром для дубления не применяется, так как он ядовит. После проникновения хрома в обработанную кожу остатки кислоты частично вытягиваются, а хром закрепляется в волокнах кожи и тем самым нейтрализуется. Подобно проводится циркониевое, алюминиевое и титановое дубление.

Пластование и подвяливание:

Для схватывания дубильных веществ кожа раскладывается слоями и подвяливается.

Фальцевание (прокатка):

Служит выравниванию толщины кожи.

Нейтрализация: оставшиеся в коже кислоты осторожно нейтрализуются гашеной известью. На последующих этапах обработки устанавливаются группы кожи.

Окончательное дубление: модификация и проявление свойств кожи с применением более сильных дубильных веществ в сочетании с основным дублением. Возможно сочетание с растительными и/или синтетическими дубильными веществами, с хромом и другими минеральными веществами.