Как показало время, возлагавшиеся чрезмерно большие надежды на технологию чистки изделий коже-замшевого ассортимента в водной среде не оправдали себя в должной мере, остаются нерешенным целый ряд проблем (усадка, закат и свойлачивание волосяного покрова, изменение грифа кожевой ткани и т.д.), возникающих при обработке изделий. В результате большинство предприятий, имеющих в своем арсенале необходимый парк оборудования и расходные химические материалы для влажной чистки и соблюдающих все регламенты, не в состоянии избавиться от периодически возникающих скандалов по поводу деструктивных изменений обработанных изделий. Профессионалы в этих случаях ищут выход из создавшейся нестандартной ситуации, а дилетанты, как правило, пытаются взвалить всю вину на «недобросовестных» производителей и... на самих заказчиков. Автор в данной статье излагает нетрадиционный взгляд на отдельные проблемы отрасли химической чистки, связанные с обработкой изделий из мехового велюра в водной среде, используя опыт предприятий отечественной меховой промышленности.
Приверженцы зарубежной и отечественной аквачистки в период ее становления в 1995–1998 гг. много было высказано утверждений об успехах при использовании альтернативной технологии при обработке коже-замшевого ассортимента в водных средах в присутствии ПАВ. Однако деструктивные последствия альтернативных технологий возникают нередко. Их необходимо правильно и объективно разрешать, используя все доступные методы и средства.
Наиболее часто встречающейся проблемой на предприятиях отрасли стало специфическое видоизменение структурированного волосяного покрова на изделиях из мехового велюра. Вне всяких сомнений, при обработке в водной среде с использованием жидких моющих средств загрязнения и затеки удаляются хорошо, но волосяной покров после сушки и откатки изделия нередко приобретает совершенно другие органолептические и физико-механические свойства. Заказчик в таких случаях просит вернуть изделию из овчины первоначальные свойства, совершенно не подозревая о сильных деструктивных изменениях, произошедших в водной среде в присутствии ПАВ со структурированным волосяным покровом. Удивительно, но и сами работники химчистки часто не подозревают о произошедшем видоизменении волосяного покрова и многократно пытаются вернуть ему первоначальные физико-механические свойства путем расчесывания колковой расческой. А на некоторых предприятиях, оснащенных проходными гладильными машинами для меха, проводят многократные операции глажения волосяного покрова для локализации негативных последствий чистки в водной среде. К их глубочайшему удивлению (и разочарованию заказчика) видимых улучшений с волосяным покровом не происходит, а все деструктивные признаки обработки в водной среде (закат, свойлачивание, потеря блеска, извитость) остаются. Печальным итогом химчистки, удалившей все загрязнения, но полностью изменившей свойства структурированного волосяного покрова, бывает зачастую судебное разбирательство и выплата компенсации за причиненный материальный ущерб (непригодность изделия к дальнейшей эксплуатации). При проводимой в дальнейшем на основании определения суда экспертизе на предмет правильности проведения технологического регламента химчистка вынуждена отрицать проведенную ею обработку в водных растворах ПАВ, так как на изделии, как правило, имеется стандартная маркировка чистки в среде ПХЭ. Понятно, что в этом случае за химчисткой должны признать полное нарушение технологического регламента, установленного ЦНИИБытом.
Что же происходит при обработке в водной среде со структурированным волосяным покровом изделий из мехового велюра? Как известно, изделия из овчины обрабатываются в водной среде по стандартному технологическому регламенту, принятому в России, Италии, Германии, при температуре 25–30° с добавлением жидких моющих средств, имеющих нейтральный показатель pH, в течение 20–35 минут. При этом происходят сложные химические процессы, связанные с влиянием водной среды в присутствии ПАВ на волосяной покров, а точнее, на компоненты люстра, зафиксированные термомеханическим и гидротермическим воздействием на волосе при операции структуризации. На способность волосяного покрова деструктивно видоизменяться оказывает влияние не только природа ПАВ, но и концентрация в ванне pH раствора, температура среды, жидкостный модуль, свойства овчинного полуфабриката, природа и концентрация загрязнения, характер и количество активных добавок. В данном случае ПАВы при добавлении в моющую ванну играют роль катализатора разложения (благодаря солобилизирующей способности) компонентов люстра на основе мономерных кислот или эпоксидных смол. В результате люстр, зафиксированный на волосяном покрове термомеханическим и гидротермическим способом, набухает и приобретает другие физико-химические свойства: мягкость, липкость, снижение адгезионной прочности. Неоднократно повторяющееся механическое вращение барабана аквачистки с помещенными внутрь изделиями из овчины приводит к концу цикла к полному деструктивному изменению волосяного покрова и появлению характерных дефектов, таких как слипание структурированного волоса между собой, закат и свойлачивание, сильная извитость, потеря формоустойчивости. Последующие операции откатки, сушки и окончательной откатки-разбивки усиливают негативные последствия изменения формы облагороженного волосяного покрова на изделии из мехового велюра и приводят к фактической невозможности возвратить ему первоначальные физико-механические и эстетические свойства. Пластифицированный и структурированный волосяной покров на изделии из мехового велюра в результате проведенной аквачистки полностью теряет заданные на меховом производстве свойства: блеск, рассыпчатость, выпрямленное состояние, шелковистую ощупь.
Для производства мехового велюра в мировой практике используются строго определенные породы овец, имеющие волосяной покров, пригодный для операции облагораживания и придания ему заданных физико-механических, термопластических и эксплуатационных характеристик. В зависимости от породы овец делят на восемь групп: тонкорунные, полутонкорунные, полугрубошерстные, шубные, смушковые, мясо-сальные, мясо-шерстно-молочные и мясо-шерстные. В зависимости от качества кожевой ткани и волосяного покрова различают овчины меховые, шубные, пуховые и кожевенные. При производстве мехового велюра в западной и отечественной промышленности используются меховые овчины тонкорунных, полутонкорунных и полугрубошерстных пород овец.
Овчины тонкорунные (мериносовые)/ — получают от тонкорунных пород овец. Они отличаются очень густым, тонким, однородным, белого цвета (с шелковистым блеском) волосяным покровом, который имеет штапельное строение. Штапелем называют группы шерстных волокон, соединенных между собой вследствие густоты и извитости, а также слипания их жиропотом (рис. 1). Штапели бывают цилиндрические и косичные. При цилиндрической форме штапеля руно плотно закрыто сверху, волос однороден по толщине, длине и имеет нормальную извитость. При косичной форме штапеля между верхними его частями (косицами) имеются расщелины, плотное строение начинается не сверху, как у цилиндрического, а несколько ниже. Длина волосяного покрова достигает 12 см. У мериносовых овец много потовых и сальных желез, а также луковиц волос, поэтому глубокие части сосочкового слоя становятся очень рыхлыми. Выработанная из таких шкур кожа часто расслаивается по границе сосочкового и сетчатого слоев (так называемый дефект отдушистости).
Рис 1. Штапельное и косичное строение шерсти овчины: 1) мериносовой; 2) метисной; 3) русской; 4) степной.
Полутонкорунные овчины характеризуются менее однородным волосяным покровом, состоящим из более толстых и грубых, чем у мериносов остевых и пуховых волокон. Цвет волоса белый, иногда с кремовым оттенком. Длина волоса сильно колеблется в зависимости от породы овец, имеет волнистую извитость более крупную, чем у мериносов. Полутонкорунные овчины после проведенного облагораживания имеют более редковолосый и грубоволосый полуфабрикат, он менее ценен, чем у мериносов.
Полугрубошерстные овчины получают от метисных овец, выращенных путем скрещивания грубошерстных с тонкорунными или полутонкорунными производителями. Шкуры таких овец по состоянию волосяного покрова и кожевой ткани имеют промежуточные признаки тонкорунных и полутонкорунных, с одной стороны, и грубошерстных овчин — с другой. У овчин первых генераций в волосяном покрове преобладают признаки грубошерстных овец. Шерсть этих овец состоит из ости и пуха. Остевые волосы образуют своеобразные косицы. Пух густой и имеет волокнообразную извитость только на чепрачной и воротковой частях шкуры.
После проведенных процессов дубления, крашения, жирования, сушки и чистки в среде органических растворителей на меховом производстве овчинный полуфабрикат подвергают ряду технологических операций для улучшения его внешнего вида и придания ему характеристик, соответствующих заданному регламенту. Так, например, шлифование бахтармяной части кожевой ткани, чесание волосяного покрова, стрижка волосяного покрова, глажение, нанесение покрывных композиций и т.д. Однако в данном случае только операции чесания и глажения будут рассмотрены подробно, так как они позволяют работающим в отрасли глубже понять видоизменения, происходящие в водной среде с волосяным покровом мехового велюра.
Чесание волосяного покрова на овчинном полуфабрикате (после чистки на меховом производстве в перхлорэтиленовой машине) обеспечивает удаление закатанного волоса, различных механических включений, расправляет волос, придает ему определенное направление, способствует увеличению его блеска, пышности, рассыпчатости. Операция чесания может выполняться и после стрижки овчинного полуфабриката на стригальной машине для удаления низовых закатов-спутываний и облегчения дальнейшего облагораживания на гладильной машине с использованием люстров.
Для чесания различных меховых шкурок и овчинного полуфабриката выпускаются специальные чесальные машины, которые в зависимости от назначения имеют различные конструктивные особенности, но у всех главным рабочим органом является вал с намотанной игольчатой лентой (кардолентой) или плоский держатель, также оснащенный кардолентой и имитирующий расчесывание гребенкой (рис. 2).
Рис. 2. Общий вид чесальной машины
Машина чесальная состоит из следующих узлов и механизмов: станины 1, приводного электродвигателя 16, чесального вала с навитой на него кардолентой 3, подающе-удерживающего устройства, состоящего из транспортера, представляющего собой бесконечную прорезиненную ленту 8, переднего ведущего вала 9, двух направляющих валов 10 и предохранительного вала 11, привода подающего устройства 4, механизма очистки кардоленты 5, аспирационного устройства 6, осуществляющих подачу к кардоленте полуфабриката нижнего 12 и верхнего 13 валов, специальных струн 14, удерживающих полуфабрикат, нижнего транспортера 15, каретки 17 с тремя колками.
Рис 3. Технологическая схема чесальной машины
Принцип действия чесальной машины таков (рис. 3): на движущуюся ленту транспортера 1 кладется овчинный полуфабрикат 2 волосяным покровом вверх и расправляется по длине и ширине подходом к предохранительному валу 3. Далее полуфабрикат транспортирующими валами 4 подается к чесальному валу 5. Прочесанный полуфабрикат посредством нижнего транспортера 6 и струн 7 удерживающего устройства выводится обратно к оператору чесальной машины. Глубина прочесывания волосяного покрова полуфабриката зависит от величины зазора между чесальным и передним валами. Регулировка этого зазора производится перемещением подающе-удерживающего устройства относительно чесального вала специальными маховиками.
В соответствии с терминологией, принятой в европейских странах, отделку меха по кожевой ткани, а также двустороннюю отделку (и по волосу, и по кожевой ткани) называют облагораживанием. Для меховой овчины облагораживание особенно важно, потому что в натуральном виде ее волосяной покров отличается невысокими эксплуатационными свойствами: быстро теряет блеск, легко свойлачивается и приобретает непривлекательный внешний вид. Это объясняется особенностями структуры волосяного покрова меховых овчин: довольно большой длиной волоса, высокой природной извитостью, особенностями фрикционных свойств волосяного покрова, высокими трибоэлектрическими свойствами (способностью быстро электризоваться, накапливать большой электрический заряд и долго удерживать его). Облагораживание является фактически комплексом химических, физико-механических и термомеханических процессов и операций, в результате которых удается изменить форму волосяного покрова и составляющего его волоса, а также обеспечить устойчивость полученного эффекта.
Конечный эффект и цель облагораживания зависят от качества волосяного покрова выделанных шкурок: от густоты меха и отсутствия заката. Облагораживание проводится в две стадии: первая — выпрямление волосяного покрова, придание ему блеска, рассыпчатости и шелковистости (деструкция); вторая — фиксация волоса в выпрямленном состояния (структурирование).
При облагораживании меховой овчины пластификацию волоса осуществляют посредством неоднократной намазки его кислотно-спиртовым раствором (люстром) и последующего глажения на широкопроходной гладильной машине при температуре рабочего вала 170–190°.
Фото 1. Гладильная машина для меха
Для облагораживания овчины в меховой промышленности в настоящее время используют широкопроходные гладильные машины с шириной до 1200 мм, однако в отрасли химической чистки нашли применение исключительно узкопроходные машины с шириной прохода от 210 до 320 мм. Ознакомимся с устройством гладильной машины и основными ее параметрами, рассмотрим схему, изображенную на рис. 4.
Рис. 4. Схема действия гладильной машины
Рабочий орган гладильной проходной машины представляет собой цилиндр, выполненный из литого жаропрочного алюминия или легированной стали 1, со лифованной и полированной поверхностью для лучшего контакта с меховым полуфабрикатом. На цилиндре выфрезерованы четыре спиральных паза 4, на рабочих кромках которых закрепляются пластины особой конфигурации 5 (из латуни), закрепленные винтовыми соединениями — так называемые ножи или гребенки. В зависимости от задач, которых предстоит выполнить на гладильной машине, и вида полуфабриката или готового изделия на рабочих кромках могут закрепляться гребенки из латуни различного профиля: гладкие, с насечкой, выступающие над поверхностью цилиндра и т.д. — до 5 видов. Скорость вращения цилиндра на всех видах гладильных машин — не более 900 об/мин, направление вращения: фронтально сверху вниз. Рабочий диапазон температур, необходимый для выполнения операции глажения, — от 60 до 200 °С.
Установленные электронагреватели 6 (ТЭНы) внутри цилиндра, а также датчик температуры, соединенный с электронным блоком терморегуляции и управления нагревом, позволяет контролировать температурный режим при операции глажения с точностью до 1 °С. Необходимо также отметить, что шкала терморегулятора на гладильной машине показывает температуру в толще цилиндра (где расположен горячий слой термопары), а не на его поверхности.
Для глажения полуфабрикат 3 укладывается на маншон 2 (опорную подушку) предварительно включенного транспортера и с помощью педально-рычажного устройства прижимается к рабочему валу (цилиндру).
В настоящее время западные фирмы, выпускающие расходные материалы для меховой промышленности, такие как PARVA CHEMIE, Dr. BOHME (Германия), Lowenstein (США), стали использовать новый химический состав люстров (старый допускал использование уксусной, муравьиной, монохлор- и дихлоруксусной кислот, этилового спирта и формальдегида) для пластификации на основе мономерных кислот (акриловой и метакриловой) в сочетании с инициаторами полимеризации для последующего структурирования и закрепления новой формы волоса. Стоит заметить, что до сих пор ведущими германскими фирмами выпускаются и компоненты люстров на основе формальдегида. Например, фирма Zschimmer & Schwarz GmbH & Co предлагает препарат Novaltan PF (алифатический альдегид).
Химия воздействия кислотно-спиртовых растворов на волос заключается в следующем. Кроме солеобразования и гидролиза амидных аминокислотных остатков, воздействие кислоты нарушает систему солевых и водородных связей, а также вызывает гидролиз некоторой части пентидных связей. Существенную роль в данном процессе играет спирт. Спирт является смачивающим веществом и, кроме того, в присутствии кислоты осуществляет этерификацию свободных карбоксильных групп кератинов. Пластификация волоса не только создает возможность его распрямления вследствие ослабления структурных связей между компонентами кератина волоса, но и химически подготавливает его к фиксации расправленного состояния. После обработки люстром (число намазок до 3 раз) и последующего глажения (2–3 раза) на гладильной машине растяжение волоса увеличивается до 30% от его первоначальной длины, происходит выпрямление части (концов) волос — от 1,5 до 2,5 мм. Наилучший эффект пластификации, по информации ВНИИМП (Институт меховой промышленности), получают в спиртовом растворе 85%-ной муравьиной кислоты. Однако данный технологический регламент хотя и имеет хорошие конечные характеристики, но в то же время очень трудоемок и энергозатратен. Поэтому ряд турецких фирм, выпускающих облагороженный овчинный полуфабрикат (Emelda Deri, Yesiller Deri, Uygun Deri), с середины 90-х годов применяют люстры на основе эпоксидных смол и мономерных кислот, которые резко ускоряют процесс облагораживания и конечном итоге структуризацию волоса. В результате пластификации распрямленный волосяной покров становится блестящим и рассыпчатым.
Однако достигнутый эффект носит обратимый характер. При эксплуатации изделий под действием факторов внешней среды (например, повышенной влажности) волосяной покров может со временем вновь стать извитым. Для достижения необратимого эффекта производят химическую фиксацию выпрямленного волоса в момент глажения или структуризацию. Фиксация пластифицированного волоса, придающая ему устойчивое распрямленное состояние, производится путем многократно повторяющихся намазных обработок (2–3 раза) люстрами на основе формальдегида в присутствии муравьиной, монохлоруксусной кислоты и смачивателя (ВНИИМПом разработан заменитель формальдегида — препарат «Полификс») или мономерных кислот и эпоксидных смол, последующих пролежек и глажении на гладильной машине при температуре вала 175–190 °С (концентрация компонентов люстра иная, чем при пластификации). После проведенной структуризации с использованием люстров, включающих в себе компоненты на основе формальдегида (или препарата «Полификс»), примерно на 70% увеличивается жесткость волоса и стойкость к сминанию волосяного покрова в целом.
Надо заметить, что названные выше бесформальдегидные методы облагораживания хотя и имеют малые затраты по времени и энергии, но качество фиксации волоса в выпрямленном состоянии недостаточно стабильно, и изделие, пошитое из такого полуфабриката, быстро теряет эстетическую привлекательность, а волосяной покров свойлачивается и тускнеет.
Разработки западных компаний в области совершенствования облагораживания ведутся главным образом в направлении поиска новых веществ для замены формальдегида, в том числе различных мономеров и полимеров. Применение мономерных кислот, в частности, акриловой, как пластифицирующего и частично структурирующего волос агента в присутствии в качестве инициатора полимеризации пероксида водорода в сочетании с водорастворимыми полимерами обеспечивает получение облагороженной меховой овчины. Эффект облагораживания возникает вследствие образования привитых сополимеров в структуре волоса при термомеханическом воздействии гладильного вала машины. Существуют и другие заменители формальдегида: например, препарат HOEL 4002 — метилолизированный альдегид с молекулярной массой 10/8 в виде воскоподобного вещества белого цвета. Он содержит 100% активного вещества, хорошо растворим в воде и в органических растворителях, таких как перхлорэтилен и гидрокарбон.
Хочу заметить, что не на всех изделиях из облагороженной овчины происходит закат и свойлачивание волосяного покрова. Связан этот малопонятный для работников химчистки факт с применением на меховом производстве многокомпонентных люстров с разным химическим составом и, несомненно, разными задачами, поставленными для облагораживания того или иного вида овчинного полуфабриката. Например, германская фирма Zschimmer & Schwarz выпускает кремнийорганический компонент для люстрирования с последующей фиксацией Contripon WO L, который применяется в сочетании с 85%-ной муравьиной кислотой, этиловым спиртом и алифатическим альдегидом и широко используется на мировых меховых производствах. Этот многокомпонентный люстр придает устойчивую выпрямленную форму волосяному покрову на овчинном полуфабрикате, но при аквачистке не видоизменяется и не вызывает заката и свойлачивания на изделиях из мехового велюра. Однако по предварительной информации люстры фирм Dr. Bohme и Lowenstein, содержащие в своем составе водорастворимые полимеры для жесткой структуризации волоса, при операции облагораживания способны вызвать сильные деструктивные изменения на волосяном покрове в результате проведения обработки изделий из мехового велюра в водной среде. Необходимо отметить, что при чистке мехового велюра в ПХЭ тоже может произойти видоизменение волосяного покрова, однако малое по времени влияние растворителя на компоненты люстра (не более 10–12 минут) и плохая растворимость полимеров в подобной среде не вызывают слишком сильной деструкции волоса (впрочем, могут быть полностью потеряны блеск и характерная шелковистая ощупь облагороженной овчины). Поэтому часто работники химчистки простым расчесыванием колковой расческой решают проблемы заката и свойлачивания на изделии, и заказчик бывает удовлетворен внешним видом. Тем не менее необходимо привести ряд полезных рекомендаций по приему изделий из мехового велюра в обработку.
● Если на производстве принято решение о направлении определенных изделий из мехового велюра для обработки в водной среде (аквачистку), то стоит внести корректирующие записи в договор подряда, предупреждающие заказчика о деструктивном изменении волосяного покрова, например:
А) «После чистки возможно деструктивное изменение формы волосяного покрова на изделии, выражающееся в его свойлачивании, закате, извитости в потери натуральной ощупи».
В) «После чистки произойдет деструктивное изменение вида и формы волосяного покрова на изделии. О невозможности возвращения предприятием химчистки первоначального вида и формы волосяного покрова заказчик предупрежден».
● Если на производстве принято решение о направлении определенных изделий из мехового велюра для крашения окуночным способом металлокомплексными и кислотными красителями, то стоит внести корректирующие записи в договор подряда, предупреждающие заказчика о деструктивных изменениях волосяного покрова после операции крашения.
● Если на предприятии изделие из мехового велюра неоднократно принималось (из сезона в сезон от постоянного заказчика) для обработки в водной среде, то стоит вносить запись в договор подряда о возможных деструктивных изменениях волосяного покрова при повторной чистке, так как свойства структурированного волоса могут от воздействия агрессивных факторов необратимо измениться.
Можно ли вообще в условиях типового предприятия химической чистки решить проблему деструктивного изменения облагороженного волосяного покрова на изделиях из мехового велюра? Практически невозможно! Тем не менее предприятия химической чистки, имеющие в своем арсенале проходную гладильную машину для меха (фото 1), способны частично или даже полностью разрешить проблему с волосяным покровом, возникающую при обработке изделий из мехового велюра в водной среде. Регламент проведения восстановительных работ таков. Учитывая, что в отрасли отсутствуют чесальные машины с кардолентой, способные радикально решить проблему заката и свойлоченности волосяного покрова, то можно для устранения дефектов аквачистки использовать обычные колковые расчески с различным типом зубьев. Предварительно весь волосяной покров на вещи, к которой предъявляет претензии заказчик, тщательно расчесывается колковой расческой, устраняется закат, свойлоченность, выравнивается высота волоса на всех деталях изделия, вплоть до рукавов. Затем изделие выворачивается наизнанку, кожевой тканью вниз, вешается на плечики, а на поверхность волоса при помощи бытового распылителя равномерно наносится стандартный люстр ООО "МЕХХИМ", используемый в меховой промышленности для облагораживания меховой овчины.
| Состав люстра для структурирования волосяного покрова: | |
|---|---|
| Полификс | 500 мл |
| Муравьиная кислота 85%-ная | 75 мл |
| Спирт этиловый 96,6%-ный | 300 мл |
| Вода | 120 мл |
| Всего | 1000 мл |
После нанесения раствора изделие должно провисеть в свободном состоянии 15–20 минут для кратковременного химического взаимодействия люстра с кератином волоса и подготовки его к термомеханическому и гидротермическому воздействию путем глажения на машине. Глажение волосяного покрова производится при температуре 175–180 °С, что фактически меньше температурного режима, применяемого в меховой промышленности, однако гарантирует появление дефектов данной обработки в виде запалов (закручивание и пожелтение конца волоса). Далее опять производится расчесывание колковой расческой волосяного покрова и повторное глажение на гладильной машине и так до 3 раз.
Рис. 5.
А). Извито-стержневая структура волоса до глажения.
Б). Уравновешенная частично извитая структура волоса после глажения
Фактически после данных мероприятий форма волосяного покрова резко улучшается, устраняется извитость, появляется блеск и рассыпчатость. Деструктивные изменения в виде заката и свойлоченности становятся практически незаметны, а само изделие приобретает вид, пригодный к носке.