способ непрерывной растяжки кож и других подобных материалов и линия для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ непрерывной растяжки в мокром состоянии кож и других подобных материалов, согласно которому

a) извлекают равномерно смоченные кожи после обработки жидкостями, например, после дубления, додубливания или подобного процесса,

b) осуществляют частичную предварительную сушку мокрых кож для уменьшения их остаточной относительной влажности до 35-65%,

c) растягивают предварительно подсушенные кожи посредством локализованных механических нагрузок, прикладываемых в направлениях, по существу, перпендикулярных плоскости расположения кожи, для достижения заданного увеличения площади кожи,

d) сушат растянутые кожи до их остаточной относительной влажности в пределах 7-30% для стабилизации и термической фиксации растянутых кож,

отличающийся тем, что во время выполнения этапа с) кожи выдерживают в условиях, по существу, постоянной относительной влажности, причем механические нагрузки распределяют, по существу, равномерно по всей площади отдельных кож без удерживания их краевых участков, с достижением, по существу, равномерного радиального растяжения по всей их площади.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап с) растяжки выполняют с результирующим увеличением площади на 2-25%, в зависимости от типа мокрой обработки, выполненной до этого.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что локализованные нагрузки прикладывают с обеих сторон каждой кожи в равномерно распределенных и, по существу, эквидистантных точках.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что механические нагрузки прикладывают с помощью инструментов, которыми воздействуют на противоположные стороны кож, подлежащих растяжке, с созданием, по существу, радиальных натяжений в локализованных областях, сосредоточенных в этих точках.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что механические нагрузки создают посредством тянульно-мягчильной машины с бильными плитами, которыми воздействуют в направлениях, по существу, перпендикулярных плоскости растяжения кожи, с, по существу, постоянной частотой, и с парой бесконечных конвейерных лент для непрерывной подачи кож вдоль этой плоскости.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что рабочая частота тянульно-мягчильной машины составляет 200-1200 ходов/мин.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что скорость подачи конвейерных лент составляет 2-15 м/мин.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что максимальное время, которое проходит между окончанием этапа растяжки с) и началом этапа сушки d) составляет 6-900 с, а предпочтительно 60-180 с.

9. Линия для непрерывной растяжки в мокром состоянии кож для осуществления способа согласно любому из пп.1-8, включающая средство для передачи мокрых кож (Р), подаваемых с устройства (2) для обработки жидкостями, например, барабана для дубления или додубливания, или подобного устройства, машину (3) для частичной сушки мокрых кож (Р), пригодную для снижения их относительной влажности до значений в пределах 35-65%, растяжную машину (4) для растяжки в радиальном направлении влажных кож, причем эта машина содержит инструменты для растяжки, которыми воздействуют в направлениях, по существу, перпендикулярных плоскости расположения кожи без удерживания краев кож для осуществления, по существу, радиальной и равномерно распределенной растяжки, и пару обращенных друг к другу конвейерных лент для подачи кож, причем ленты выполнены из водоотталкивающих материалов, выбираемых с возможностью сохранения влажности обрабатываемых кож, по существу, постоянной и с возможностью предотвращения пропитки жидкостями, содержащимися в кожах, во время их механической нагрузки, машину (5) для сушки и термофиксации растянутых влажных кож, которая пригодна для снижения их относительной влажности до значений в пределах 7-30%.

10. Линия по п.9, отличающаяся тем, что растяжная машина (4) является, по существу, тянульно-мягчильной машиной с по меньшей мере одной парой бильных плит и с инструментами, расположенными по меньшей мере на одной из плит.

11. Линия по п.10, отличающаяся тем, что инструменты включают первую группу колков со скругленными головками, прикрепленных к одной из плит, и вторую группу колков, аналогичных колкам первой группы, прикрепленных к другой из плит.

12. Линия по п.11, отличающаяся тем, что колки первой группы и второй группы прикреплены к плитам и расположены в шахматном порядке без их столкновения друг с другом при максимальном сближении плит и при наличии кожи между ними.

13. Линия по п.10, отличающаяся тем, что инструменты включают группу колков со скругленными головками на одной из бильных плит и группу отверстий несколько большего диаметра, чем диаметр колков, в другой из плит для обеспечения возможности размещения кожи между ними.

14. Линия по п.13, отличающаяся тем, что колки и отверстия, по существу, расположены с обеспечением их взаимного проникновения в положении максимального сближения плит.

15. Линия по п.9, отличающаяся тем, что машина (5) для сушки и термофиксации растянутых влажных кож является, по существу, вакуумной сушилкой или аппаратом непрерывного действия для кондиционирования кож.

16. Линия по п.9, отличающаяся тем, что имеется полуавтоматическая линия для финишной сушки растянутых кож ниже по ходу технологического процесса относительно машины (5) для сушки и термофиксации растянутых влажных кож.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится в общем к технологии дубления и, в частности, к способу непрерывной обработки кож и других подобных материалов и к линии для его осуществления.

Более конкретно изобретение относится к способу непрерывной растяжки промышленно обрабатываемых кож и подобных материалов и к линии для его осуществления.

Предшествующий уровень техники

Известно, что некоторые процессы обработки кожи в промышленных условиях, например дубление, додубливание и жирование, выполняют в мокром состоянии кожи, т.е. в состоянии, когда кожу отмачивают путем погружения ее в более или менее плотную жидкую среду, образуемую на основе воды, масла, жира, которая содержит химические вещества органической или неорганической природы и назначение которой - подавление бактериальных или ферментных процессов или защита кожи и придание ей специфического внешнего вида с эстетической точки зрения.

После упомянутых выше процессов обработки мокрые кожи должны быть просушены и растянуты перед выполнением последующих этапов обработки.

Известно также, что площадь кожи является фактором жизненной важности для установления ее стоимости и эффективности работы кожевенного завода, поскольку стоимость готовых изделий - при одинаковом качестве готовой продукции - определяют на основании этого параметра. Таким образом, одной из основных целей кожевенных заводов является производство кож, имеющих наибольшую возможную площадь, способом, совместимым с другими требованиями, предъявляемыми к качеству продукции.

В прошлом для выполнения операции растяжки использовали традиционные ножи с прямыми режущими кромками, при эксплуатации которых требовались большой затраты энергии со стороны операторов при ограниченной эффективности их работы.

Эта операция, выполняемая вручную, была постепенно заменена другими автоматически выполняемыми операциями, обычно называемыми «разводкой», которую выполняли, например, используя машины для отжимки влаги, содержавшие спиральные валы, установленные друг против друга. Альтернативно кожи можно отжимать и растягивать с помощью прессов, снабженных парными войлочными лентами, которыми воздействуют на кожи во время их подачи.

Другой способ растяжки кож заключается в так называемой «намазке», при котором предусматривают нанесение клея на грубую сторону мокрых кож, причем этот клей предназначен для приклеивания упомянутых кож к стеклянным, фарфоровым или металлическим плитам. Кожи, обработанные таким образом, проводят через туннельную сушилку до тех пор, пока они не потеряют значительную часть своей влаги. После сушки кожи отделяют от этих плит и принимают вид плоских пластин, готовых к отделке и последующей обработке.

Другой способ растяжки кож, известный на техническом жаргоне как «натягивание кожи на раму» (для сушки), при котором предусматривают использование зажимов или захватов, располагаемых вдоль краев кож и направленных радиально наружу. Зажимы прикрепляют к рамам, на которых удерживают кожи в растянутом состоянии в то время, когда их пропускают через туннельную сушилку или вдоль тракта в контролируемой атмосфере. Необязательно рамы оснащают пластинами для поддерживания кож на участках, которые могут быть отделены, как это описано, например, в патенте США US-А-2834147. Существенным недостатком известного способа является то, что эти участки, на которые воздействуют зажимами, находятся под более сильным натяжением, чем центральные области, так что они невосполнимо повреждаются, что способствует образованию так называемых «карманов» или пузырей, которые появляются из-за отделения и сползания волокон относительно дермы.

Кроме того, на участках, где находятся зажимы, толщина кож становится меньше, чем в центральных областях, и поэтому происходит различное растяжение и утонение кож с последующим понижением качества готовой продукции.

В другом известном способе, описанном во французском патенте FR-А-2602795, предусматривают использование пары плоских плит, на которых размещены соответствующие эластичные деформируемые маты, обычно изготавливаемые из резины. Путем сжатия кож между матами, расположенными друг напротив друга, и приложения растягивающего усилия к коже в продольном направлении достигают растяжки кож в результате трения. Кроме того, между матами направляют горячий воздух, который используют для сушки кож. К сожалению, тепло, используемое для нагрева кож, также повреждает резиновые маты и поэтому сокращает их срок службы. Помимо этого, так как рабочая температура не должна превышать определенные максимальные значения, увеличивается время сушки, что ведет к снижению эффективности процесса.

Известные способы растяжки обладают тем недостатком, что при их применении кожи подвергают механическому тянульному воздействию, которое концентрируется, в частности, вдоль наружных их краев. При воздействии на упомянутые зоны, являющиеся наиболее тонкими участками, необходимо ограничить величину нагрузки для того, чтобы исключить разрывы. Это ведет к ограничению увеличения площади и, таким образом, к снижению эффективности способа.

Кроме того, напряжения распределяются неравномерно и, сверх всего, не прикладываются к центральной области кожи, где она имеет наибольшую толщину и где ее можно было бы наиболее сильно растянуть.

В патенте Великобритании GB-А-2236111 описан способ увеличения общей площади кож, выдубленных с применением хромовых солей или подвергнутых дублению «wet blue», в котором предусмотрены укладка влажных кож на плоскую поверхность и одновременное воздействие волочением в продольном направлении с помощью зажимов и сжатием посредством валов, смещаемых в продольном направлении, с попеременным изменением перемещения, которое повторяют вслед за поворотом кож на 90°. Эта обработка позволяет увеличивать площадь приблизительно на 10%.

Однако даже это решение, как и предшествующие решения, не исключает проблему механической нагрузки краевых зон кож и не обеспечивает достижения равномерной растяжки кожи.

Кроме того, применение этого способа не позволяет вести растяжение волокон в направлении центральной части кожи, и поэтому жидкости, поглощенные в этой зоне, удерживаются в течение более продолжительного времени, чем в других зонах, увеличивая продолжительность сушки.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является преодоление недостатков, описанных выше, путем создания способа растяжки кож и линии для его осуществления, с помощью которых можно было бы получать значительное увеличение площади кож.

Более конкретной целью настоящего изобретения является создание способа для растяжки кож во влажном состоянии и линии для его осуществления, применение которых позволяло бы выполнять равномерную растяжку кож с получением отделанных кож по существу постоянной толщины.

Дополнительной конкретной целью изобретения является создание способа растяжки кож и линии для его осуществления, в котором не предусмотрена механическая нагрузка и удерживание кож за их краевые зоны, и в котором исключается концентрация напряжений в этих слабых зонах для уменьшения риска повреждения и появления брака кож.

Эти цели, как и другие, которые станут более очевидными позже, достигают благодаря применению способа непрерывной растяжки кож и других подобных материалов в мокром состоянии, который согласно п.1 формулы изобретения содержит следующие этапы: a) извлечение равномерно смоченных кож после жидкостных обработок, например дубления, додубливания и т.п.; b) частичную сушку мокрых кож для снижения их остаточной относительной влажности до значений в пределах 35-65%; c) растяжку влажных кож посредством приложения локализованных механических нагрузок в направлениях, по существу перпендикулярных плоскости расположения кожи, для достижения предварительно заданного увеличения площади; d) сушку растянутых кож до состояния, при котором они будут содержать остаточную относительную влажность в пределах 7-30%, чтобы стабилизировать и термически зафиксировать растянутые кожи и отличается тем, что во время выполнения этапа c) растяжки кожи выдерживают в условиях по существу постоянной относительной влажности, причем механические нагрузки распределяют по существу равномерно по всей площади кож без какого-либо сдерживания их краевых участков так, чтобы достигнуть по существу равномерного радиального растяжения по всей их площади.

Согласно второму аспекту изобретения разработана линия для непрерывной растяжки промышленно обрабатываемых кож для осуществления упомянутого выше способа согласно независимому п. 9 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена блок-схема непрерывного способа растяжки влажных кож согласно изобретению;

на фиг.2 - вид сверху варианта осуществления технологической линии, пригодной для выполнения способа, на фиг.1;

на фиг.3 - вид сбоку линии на фиг.2.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг.1 представлена блок-схема, на которой показан способ растяжки влажных кож согласно изобретению. Способ по существу включает четыре этапа, обозначенных соответственно: a), b), c), d).

На этапе а) кожи Р, извлеченные из дубильного барабана, или из барабана для додубливания, или из ванны для нанесения жира, обозначенные схематически литерой В, обладают остаточной относительной влажностью в пределах 85-100%.

В этих условиях кожи Р особенно пластичны и их можно укладывать для растяжки с минимальным риском появления разрывов или местных повреждений, благодаря чему в значительной степени уменьшается риск образования «вздутий» и других местных дефектов.

Кожи затем подвергают обработке на этапе b), заключающемся в частичной сушке, например, с использованием традиционных способов отжимки, выполняемой на машине для отжимки влаги или на вытяжном прессе с сукнами. Этот этап регулируют так, чтобы кожи обладали остаточной относительной влажностью в пределах 35-65%.

В этот момент предусмотрено выполнение этапа с), включающего растяжку кож Р во влажном состоянии средствами локализованной механической нагрузки, прикладываемой в направлениях, по существу перпендикулярных плоскости расположения кожи, для достижения предварительно заданного увеличения площади.

Предпочтительно согласно изобретению, чтобы во время выполнения этапа растяжки с) кожи Р выдерживали в условиях по существу постоянной относительной влажности, соответствующей влажности на выходе этапа b) частичной сушки. Другими словами, во время этого этапа кожи не должны терять их первоначальную влажность, чтобы не терять их пластичности во влажном состоянии.

Дополнительно к этому важно, чтобы механические напряжения были распределены по всей площади отдельных кож по существу равномерно. Также важно, чтобы кожи были механически нагружены без наложения каких-либо ограничений, т.е. без применения каких-либо зажимов или захватов около их краевых участков для того, чтобы обеспечить возможность свободного растяжения кож в радиальном направлении по существу равномерно по всей их площади.

Этап с) растяжки предпочтительно выполняют до достижения увеличения площади, или «футажа» (площади в квадратных футах), на 2-25% в зависимости от типа мокрой обработки, произведенной до этого.

В ряде практических экспериментов, проведенных на кожах крупного рогатого скота хромового дубления со средней толщиной около 1,2 мм, которые подвергали обработке согласно способу изобретения, было достигнуто увеличение площади кож, составлявшее около 4-5%, в сравнении с такими же кожами, которые не были подвергнуты отмачиванию. При обработке кож хромового дубления большей толщины, обладавших относительной влажностью, близкой к 50%, было достигнуто увеличение площади более 10%.

При увеличении относительной влажности до значений свыше 65% никаких выгод с точки зрения увеличения площади не было достигнуто, в то время как сложности, связанные с переработкой влажных кож, увеличивались неприемлемым образом. При выполнении этапа растяжки кож во влажном состоянии крупного рогатого скота значительной толщины может быть достигнуто увеличение площади на 10% и более в сравнении с такими же, но необработанными кожами.

Предпочтительно, чтобы локализованные механические нагрузки были приложены к обеим сторонам каждой кожи Р в равномерно распределенных и по существу равноудаленных точках их поверхности.

Предпочтительно, чтобы механические нагрузки были приложены посредством инструментов, воздействующих на противоположные стороны кож, которые надлежит растягивать так, чтобы создать по существу радиальные натяжения в локализованных участках, сосредоточенных в упомянутых точках.

В предпочтительной конструктивной форме механические нагрузки могут быть созданы путем использования тянульно-мягчильной машины с бильными пластинами. В этом случае пластины снабжены инструментами, которые действуют в направлениях, по существу перпендикулярных плоскости растяжения кож, с применением по существу постоянной рабочей частоты и подачи между парой бесконечных конвейерных лент.

Предпочтительно, чтобы рабочая частота тянульно-мягчильной машины была в пределах 200-1200 ходов/мин, а скорость подачи конвейерных лент составляла 2-15 м/мин.

В конце этапа с) по созданию механической нагрузки следует этап d), включающий сушку и термофиксацию растянутых кож до такого состояния, когда кожи будут обладать остаточной относительной влажностью в пределах 7-30% для того, чтобы стабилизировать и термически зафиксировать растянутые кожи.

Важно, чтобы механически растянутые кожи подводили к этапу d) сушки и термофиксации в течение заданного максимального периода времени простоя для того, чтобы предотвратить усадку мокрых кож, пагубно, невосполнимым образом влияющую на успешный результат этапа растяжения без термофиксации. Значение максимального периода времени простоя предпочтительно составляет в пределах 6-900 с, а предпочтительно - в пределах 60-180 с. Было установлено, что в действительности за пределами максимального периода времени достигаемое увеличение площади меньше упомянутого выше значения.

Согласно второму аспекту изобретения предусмотрена линия для мокрой обработки кож, на которой осуществляют описанный выше способ. Приготовительная линия согласно изобретению, обозначенная в целом ссылочным номером 1, может быть установлена выше по ходу технологического процесса от полуавтоматической линии, например, такого типа, который описан в международной заявке на патент WO-А-96/15275, поданной на имя заявителя настоящего изобретения.

На приготовительную линию 1 подают мокрые кожи Р, извлеченные из дубильного барабана или барабана для додубливания, в общем обозначенными ссылочным номером 2.

Линия 1 включает сушильную машину 3 для частичной сушки мокрых кож Р, например, выполненную в виде отжимно-вытяжного пресса, модель PRC4 RA 3200, изготовленного компанией BAUCE (Италия, обл. Виценза, г. Тризино). Кожи Р, выпускаемые с машины 3, предпочтительно обладают относительной влажностью в пределах 35-65%.

Растяжную машину, обозначенную в схематическом виде ссылочным номером 4, для растяжения влажных кож в радиальных направлениях располагают ниже по ходу технологического процесса относительно сушильной машины 3.

Предпочтительно, чтобы машина 4 могла быть представлена тянульно-мягчильной машиной с бильными плитами типа модели Syncro 3200, изготавливаемой заявителем настоящего изобретения. Тянульно-мягчильная машина 4 оснащена инструментами для растяжки, которые действуют в направлениях, по существу перпендикулярных плоскости расположения кожи Р, без удерживания краев кож. Предпочтительно, чтобы инструменты могли содержать первую группу колков со скругленными головками, закрепленных в одной из плит, и вторую группу колков, аналогичных колкам первой группы, закрепленных в другой плите.

Колки первой группы и колки второй группы могут быть закреплены в соответствующих плитах в чередующемся порядке так, чтобы они не «сталкивались» друг с другом в положении максимального сближения плит при наличии кожи между ними. В альтернативном варианте осуществления изобретения инструменты могут быть представлены группами колков со скругленными головками на одной из бильных плит и группами отверстий несколько большего диаметра, чем диаметр колков, на другой плите, чтобы обеспечить возможность размещения кожи между ними. Колки и отверстия по существу располагают так, чтобы обеспечить их взаимное проникновение в положении максимального сближения плит.

Для того чтобы облегчить подачу кож, растяжная машина или тянульно-мягчильная машина 4 снабжена парой конвейерных лент (не показаны), которые взаимно обращены друг к другу и расположены по существу горизонтально.

Отличительная особенность заключается в том, что ленты изготавливают из водоотталкивающих и несмачиваемых материалов для того, чтобы предотвратить отток жидкостей и пропитку жидкостями, содержащимися в кожах Р, подвергаемых обработке. Таким образом можно сохранить относительную влажность кож Р по существу постоянной, обеспечивая возможность равномерного увеличения площади кож, подвергаемых обработке. Кроме того, окрашенные кожи не пропитывают ленты, благодаря чему также предотвращают перенос красящих жидкостей на другие кожи, вводимые впоследствии.

Наконец, сушильная машина 5 для сушки и стабилизации растянутых влажных кож и для снижения их относительной влажности до значений в пределах 7-30% расположена ниже по ходу технологического процесса относительно растяжной машины 4.

В примере по фиг.2 показана сушильная машина, представленная в виде вакуумной сушилки с нагреваемыми рабочими поверхностями, например, модели SV Nuovo Turbo, выпущенной заявителем настоящего изобретения.

Легко можно понять, что любое даже небольшое увеличение площади, порядка 4%, в результате обеспечивает значительный экономический эффект, который позволяет окупить линию в течение непродолжительного периода времени. Действительно, если применение способа согласно изобретению обеспечивает увеличение конечной площади кожи на 4% и если производительность линии для обработки кож составляет около 100 пластин/ч, причем каждая пластина имеет среднюю площадь около 4,645 м² (50 кв. фут.), то при продолжительности рабочей смены около 8 ч/день, общая площадь обработанных кож составит около 3716 м²/день (40000 кв. фут./день) и средний ежедневный прирост составит около 148,64 м² (1600 кв. фут).

При средней стоимости кожи около 3,6 Евро/кв. фут экономия составит больше 5700 Евро в день, что может позволить легко окупить стоимость непрерывной приготовительной линии согласно изобретению, включающей машину для предварительной сушки и тянульно-мягчильную машину, в течение приблизительно 2-3 месяцев.

Из сказанного выше следует, что применение способа и приготовительной линии согласно изобретению позволяет достигнуть предварительно поставленную цель, причем особенное внимание обращено на увеличение площади при равномерном качестве и по существу постоянной конечной толщине без каких-либо дефектов и без риска повреждения вблизи краев кожи.

Способ и приготовительная линия для обработки в мокром состоянии согласно изобретению могут стать объектами для создания ряда модификаций и вариантов осуществления, каждый из которых подпадает под действие идеи изобретения, описанной в прилагаемой формуле изобретения.

Кроме того, все детали могут быть заменены технически эквивалентными элементами, причем используемые размеры, формы и материалы могут быть любого вида согласно требованиям.

Настоящая заявка имеет приоритет по дате подачи заявки на патент Италии № VI2001А000220, от 23.10.2001, описание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.