способ обработки мехового полуфабриката

Формула изобретения

Способ обработки мехового полуфабриката с использованием низкотемпературной плазмы высокочастотного разряда в вакуумной камере в присутствии газа аргона, отличающийся тем, что обработку осуществляют низкотемпературной плазмой в вакуумной камере под давлением 25-30 Па, частотой генератора 13,56 МГц, силой тока на аноде генераторной лампы 0,65-0,8 А при времени воздействия плазмы 3-5 мин и расходе аргона 0,03-0,05 г/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к меховой промышленности и может быть использовано для комплексного улучшения эксплуатационных свойств мехового полуфабриката.

Известен способ обработки меховых шкурок ондатры на этапах выделки для повышения прочности связи волосяного покрова с кожевой тканью и снижения массы шкурки, отличающийся от стандартной технологии тем, что при отмоке дополнительно вводят комплексный препарат на основе кислородсодержащих циклических терпенов общей формулы С10Н16O в количестве 40-50 г/л и проводят ее 13-14 ч. В качестве органической кислоты используют уксусную или смесь уксусной и муравьиной (патент РФ №2142514, С 14 С 1/04).

Известен способ отделки меховых шкурок кролика в барабане на операции откатки с использованием этилсиликата в количестве 3-7% от массы шкурок, при этом внутреннюю поверхность барабана изготавливают из многослойных полимерных материалов для обеспечения генерирования статического электричества при трении. При этом происходит увеличение показателя прочности пучка волос на разрыв в среднем на 20% (патент РФ №2109060, С 14 В 15/04).

Недостатком указанных способов является использование химических реагентов, приводящих к химическому изменению природной структуры волоса и его деструкции, что снижает физико-механические свойства меха, в частности повышается истираемость волосяного покрова, ухудшается прочность волоса.

Несмотря на соответствие в целом качества готовой продукции ГОСТам, некоторые виды низкозачетных мехов имеют такие недостатки, как теклость, повышенная истираемость волосяного покрова, непрочная кожевая ткань и т.д. Эти недостатки проявляются, как правило, во время эксплуатации изделия, что значительно снижает его потребительскую ценность.

Известен способ воздействия на кожевую ткань низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда в вакуумной камере в течение 5-10 мин при давлении 53,3-80,0 Па, расходе плазмообразующего воздуха 0,04-0,06 г/с и силе тока на аноде генераторной лампы 0,2-0,6 А для улучшения качества и адгезии покрытия кожи, а также увеличения устойчивости покрытия к многократному изгибу (патент РФ №2127763, С 14 С 9/00).

Недостатком является применение способа воздействия на кожевую ткань низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда в процессе выделки кожи, что предполагает внесение изменений в стандартную технологию кожевенного производства.

Известные способы улучшения показателей физико-механических и эстетических свойств меха в основном связаны с проведением специальных обработок на этапах выделки или окончательной отделки, каждая из которых направлена на достижение конкретно-заданного эффекта. Недостатком этих способов является то, что они не позволяют комплексно повысить показатели свойств мехового полуфабриката. Кроме этого, при улучшении одного показателя зачастую происходит ухудшение других свойств меха.

Наиболее близким аналогом является способ отделки волосяного покрова для повышения эксплуатационных свойств напылением металла (цинк, никель, латунь, алюминий и др.) под давлением направленного на металлическую мишень потока ионов, создаваемого электронным или лазерным пучком либо низкотемпературной плазмой тлеющего разряда в среде рабочего газа (азот, аргон, воздух). При этом устойчивость волосяного покрова норки к трению повышается на 16%, каракулевой шкурки - на 18% (заявка на изобретение РФ №92014388 от 10.9.95, D 06 Q 1/04).

Недостатком способа является использование токсичных веществ и химические изменения природной структуры волоса.

А также ограниченность применения диапазона параметров воздействия для улучшения других прочностных характеристик: предела прочности при растяжении, пластичности, жесткости, удлинения кожевой ткани и т.д., предопределяющих качество кожи и ее назначение.

Техническим результатом является повышение качества и срока службы мехового изделия за счет комплексного улучшения эксплуатационных свойств мехового полуфабриката.

Данный результат достигается тем, что меховой полуфабрикат подвергают воздействию низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда под давлением 25-30 Па, частотой генератора 13,56 МГц, силой тока на аноде генераторной лампы 0,65-0,8 А, при времени воздействия плазмы 3-5 мин и расходе аргона 0,03-0,05 г/с.

Способ осуществляется следующим образом: меховой полуфабрикат нутрии после заключительной отделки помещают в вакуумную камеру плазменной установки. Производят откачку воздуха из вакуумной камеры, после чего напускают рабочий газ регулировкой вентиля, устанавливают давление в пределах 25-30 Па, включают ВЧ-генератор, частота генератора 13,56 МГц. Модификацию поверхности проводят с использованием в качестве плазмообразующего газа аргона. Под действием электромагнитного поля происходит нагрев плазмообразующего газа до состояния плазмы. Режимы плазменной обработки регулируют путем изменения силы тока 0,65-0,8 А, расхода плазмообразующего газа аргона 0,03-0,05 г/с и времени воздействия плазмы 3-5 мин.

В основе плазменной технологии лежит воздействие положительных ионов, образующихся в разряде. Меховой полуфабрикат, введенный в низкотемпературную плазму высокочастотного разряда, приобретает отрицательный потенциал относительно плазмы и подвергается бомбардировке ионами плазмообразующего газа. В результате сложных взаимосвязанных процессов энергетического, массового и зарядового обменов между частицами плазмы и материала, происходит изменение структуры и свойств поверхностных слоев мехового полуфабриката без химических изменений состава волоса. В результате физической модификации происходит восстановление структуры волосяного покрова и кожевой ткани, что приводит к повышению устойчивости мехового полуфабриката к механическим воздействиям и увеличению срока эксплуатации готового изделия.

Результаты исследований предлагаемого способа обработки мехового полуфабриката нутрии и его показатели физико-механических свойств приведены в таблице 1.

Таблица 1
Режимы обработки	Показатели физико-механических свойств образцов, обработанных низкотемпературной плазмой ВЧ-разряда
	Истираемость волосяного покрова, %	Прочность связи волоса с кожевой тканью, Н	Прочность волоса при растяжении, Н
Сила тока, А
0,5	12,3	2,91	0,633
0,65	4,78	3,185	1,224
0,8	7,25	3,865	1,054
0,95	9,74	2,69	0,273
Расход газа, г/с
0,02	9,74	2,88	0,633
0,03	4,78	3,79	1,224
0,05	7,25	3,865	1,036
0,06	9,82	2,51	0,51
Время воздействия, мин
1	10,82	2,91	0,633
3	7,25	3,185	1,016
5	4,78	3,865	1,224
7	9,74	3,1	0,51
Давление в камере, Па
25	4,78	3,657	1,165
26,5	5,01	3,865	1,224
30	7,25	3,185	1,016
Прототип (не обработанный плазмой образец)	9,36	2,98	0,744

Оптимальным режимом для обработки мехового полуфабриката является воздействие плазмы в течение 3-5 мин, при расходе плазмообразующего газа аргона 0,03-0,05 г/с, силе тока на аноде генераторной лампы 0,65-0,8 А и давлении в вакуумной камере 25-30 Па. Способ обработки мехового полуфабриката за границами этих значений ведет к ухудшению физико-механических показателей: уменьшается прочность волоса при растяжении, возрастает истираемость волосяного покрова, волос становится ломким, тусклым.

Анализ результатов эксперимента показал, что плазменное воздействие, при определенных параметрах, повышает устойчивость мехового полуфабриката нутрии к трению на 48,9-77%, прочность волоса при растяжении на 37-64,5%, по сравнению с необработанным мехом. Также установлено, что при использовании данного метода увеличивается прочность связи волоса с кожевой тканью на 6,9-29,7%. Это дает возможность увеличить срок эксплуатации изделий с повышенной теклостью волоса в 3-4 раза и использовать шкурки более низкого качества, тем самым, расширяя сырьевую базу меховой промышленности. Кроме этого наблюдается снижение сминаемости, свойлачиваемости волосяного покрова, массы меховых шкурок. Происходит повышение блеска, светостойкости окраски меха на балл, оказывающие влияние на эстетические свойства и внешний вид меховых изделий. Наблюдается повышение пластического удлинения кожевой ткани до 56%, что позволит увеличить выход полезной площади и изменять в различных направлениях конфигурацию и размер шкурки в процессе выполнения скорняжных работ.

Таким образом, плазменная обработка позволяет существенно повысить качество мехового изделия за счет улучшения комплекса физико-механических свойств мехового полуфабриката, а также открывает новые возможности на пути к созданию новых экологически чистых технологий.