MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Zdzisław Feldo Wykończanie kąpielowe skór o różnym przeznaczeniu 744[03].Z2.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Recenzenci: dr inż. Sadowski Tadeusz dr inż. Żarłok Jan Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Zdzisław Feldo Konsultacja: dr inż. Janusz Figurski Korekta: Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 744[03].Z2.01 zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu Garbarz skór 744[03]. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 1 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Charakterystyka kąpielowego wykończania skór 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 11 4.1.3. Ćwiczenia 12 4.1.4. Sprawdzian postępów 13 4.2. Zobojętnianie skór po garbowaniu mineralnym 14 4.2.1. Materiał nauczania 14 4.2.2. Pytania sprawdzające 15 4.2.3. Ćwiczenia 15 4.2.4. Sprawdzian postępów 16 4.3. Dogarbowanie skór 17 4.3.1. Materiał nauczania 17 4.3.2. Pytania sprawdzające 19 4.3.3. Ćwiczenia 20 4.3.4. Sprawdzian postępów 21 4.4. Barwienie skór 22 4.4.1. Materiał nauczania 22 4.4.2. Pytania sprawdzające 25 4.4.3. Ćwiczenia 26 4.4.4. Sprawdzian postępów 27 4.5. Natłuszczanie skór 28 4.5.1. Materiał nauczania 28 4.5.2. Pytania sprawdzające 30 4.5.3. Ćwiczenia 30 4.5.4. Sprawdzian postępów 31 4.6. Odwodnienie i wygładzanie skór 32 4.6.1. Materiał nauczania 32 4.6.2. Pytania sprawdzające 34 4.6.3. Ćwiczenia 34 4.6.4. Sprawdzian postępów 35 5. Sprawdzian osiągnięć 36 6. Literatura 40 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 2 1. WPROWADZENIE Otrzymujesz poradnik, który będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności praktycznego wykonywania czynności, operacji i procesów w etapie kąpielowego wykańczania skór oraz przygotowania ich do procesu suszenia przed wykończaniem właściwym. Poradnik zawiera: 1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej. 2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej. 3. Materiał nauczania umożliwiający samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. 4. Ćwiczenia, które zawierają: - wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia, - pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia, - sprawdzian teoretyczny, - sprawdzian umiejętności praktycznych. 5. Przykład zadania/ćwiczenia oraz zestaw pytań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego ćwiczenia jest dowodem osiągnięcia umiejętności praktycznych określonych w tej jednostce modułowej. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo nie. 6. Literaturę oraz inne zródła informacji które powinieneś wykorzystać do poszerzenia wiedzy.. Jednostka modułowa Wykończanie kąpielowe skór o różnym przeznaczeniu , z której treścią teraz się zapoznajesz, jest częścią materiału modułu 744[03].Z2 Technologia wykończania i uszlachetniania skór bez włosa . Treści technologiczne materiału nauczania omawiają operacje i czynności nadające skórom strukturalne właściwości fizyczne takie jak grubość, miękkość lub sztywność, zwartość i barwę. Tak więc poznanie zawartego w jednostce materiału nauczania jest konieczne by prawidłowo przeprowadzać procesy przygotowujące skóry do ich wykańczania właściwego. Jeżeli będziesz miał trudności ze zrozumieniem treści tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność. Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej. Bezpieczeństwo i higiena pracy W czasie wykonywania zadań i ćwiczeń musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych i ochrony środowiska, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Z przepisami tymi zostaniesz zapoznany przed przystąpieniem do wykonania ćwiczeń lub zadań produkcyjnych. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 3 Moduł 744[03].Z2 Technologia wykończania i uszlachetniania skór bez włosa 744[03].Z2.01 Wykończanie kąpielowe skór o różnym przeznaczeniu 744[03].Z2.02 Organizowanie i prowadzenie procesu suszenia skór 744[03].Z2.03 Przygotowanie skór do wykończania właściwego 744[03].Z2.04 Wykończanie właściwe skór 744[03].Z2.05 Rozróżnianie, charakteryzowanie oraz określanie jakości skór wyprawionych 744[03].Z2.06 Cechowanie, pakowanie i magazynowanie skór wyprawionych Schemat układu jednostek modułowych Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 4 2. WYMAGANIA WSTPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej Wykończanie kąpielowe skór o różnym przeznaczeniu powinieneś umieć: - odczytywać i stosować instrukcje technologiczne dotyczące czynności i operacji przygotowania skór do wykończania, - stosować podstawowe metody badania organoleptycznego wygarbowanych skór przed procesami wykończania, - zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii, - dobierać i stosować odzież ochrony osobistej na stanowiskach mechanicznej i chemicznej obróbki skór, - stosować zasady bezpiecznej pracy i ochrony środowiska wykonując czynności rozładunku i załadunku bębnów garbarskich, obsługi maszyn i urządzeń oraz transportu skór między stanowiskami pracy, - układać obrabiane skóry na boczki garbarskie lub podesty, - korzystać z różnych zródeł informacji zawodowej. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 5 3. CELE KSZTAACENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: odczytać i zastosować przepisy technologiczne kąpielowych procesów wykańczania skór różnym przeznaczeniu, obsłużyć urządzenia i agregaty do kąpielowego wykańczania skór, zorganizować proces neutralizacji, dozować środki chemiczne oraz utrzymywać parametry technologiczne zgodnie z recepturą produkcji, zastosować metodę dogarbowania w zależności od właściwości i przeznaczenia skór, nastawić kąpiel i skontrolować parametry technologiczne procesu dogarbowania zgodnie z normami i opisem produkcji, zastosować metody i techniki barwienia skór w zależności od wymagań praktycznych i estetycznych towaru gotowego, zorganizować proces barwienia skór, utrzymywać parametry technologiczne, dokonać organoleptycznej oceny przebiegu i zakończenia procesu barwienia skór, nastawić kąpiel natłuszczającą według receptury technologicznej, przeprowadzić proces natłuszczania skór, zastosować metodę i technikę zgodnie z opisem produkcji, zbadać organoleptycznie przebieg i zakończenie procesu natłuszczania skór, nastawić kąpiel do utrwalenia barwnika i tłuszczu w tkance skórnej, wykonać badania organoleptyczne kąpielowego wykańczania skór, wykonać mechaniczne odwadnianie i wygładzanie skór przed suszeniem. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 6 4. MATERIAA NAUCZANIA 4.1. Charakterystyka kąpielowego wykończania skór 4.1.1. Materiał nauczania Cel wykończania skór Skóra w procesie garbowania zostaje zabezpieczona przed procesem biologicznego rozkładu. W zależności od zastosowanej metody garbowania zabezpieczenie to jest bardziej lub mniej trwałe. Skóry wygarbowane na przykład metodami chromową, glinową lub roślinną zabezpieczone są na wiele lat. Samo garbowanie skór nie daje jednak produktu, który zadawalałby człowieka i nadawał się do przetwórstwa na wyroby skórzane użytkowe. Należy jeszcze poddać skóry wielu czynnościom i operacjom określanych w technologii garbarskiej wykończaniem skór. W procesie wykończania skóry uzyskują odpowiednią grubość, równomierną strukturę na całej powierzchni, wymaganą miękkość i zwartość tkanki. Proces wykończania skór można podzielić na dwa etapy: - wykończanie wstępne, na które składają się operacje i czynności technologiczne nadające skórom strukturalne właściwości fizyczne takie jak: grubość, miękkość lub sztywność, zwartość i barwę. Operacje te przeprowadza się na skórach mokrych poddając je obróbce chemicznej w kąpielach wodnych garbników, barwników i tłuszczy do skór. W technologii garbarskiej ten etap wykończania skór nosi nazwę wykończania kąpielowego. - wykończanie właściwe przeprowadzane jest na skórach wysuszonych. W wykończeniu właściwym skóry uzyskują ostateczne, żądane właściwości oraz estetyczny i modny wygląd. Skóry po wykończeniu kąpielowym poddawane są jeszcze operacjom mechanicznym oraz odwodnieniu w procesie suszenia i dopiero wykończaniu właściwemu. Można je wykończać zarówno od strony lica jak i od strony mizdry czyli od strony przymięsnej. Uzależnione to jest od tego, która strona skóry ma być stroną użytkową. Przeważnie stroną użytkową skór jest strona licowa. Jeżeli jednak lico skór nie odpowiada strukturalnie obowiązującym normom lub zostało uszkodzone w czasie produkcji w stopniu eliminującym je do przewidywanego przeznaczenia, stroną użytkową skór staje się strona mizdrowa. Skóry z takim licem rozsortowuje się i przeznacza na inny asortyment skór gotowych. Wykończenie właściwe daje delikatne, ścisłe i gładkie lub deseniowane o żądanej strukturze, barwie i kolorze lico. Można też wykończać skóry przez częściowe zeszlifowanie lica do ograniczonej głębokości jak przy nubukach, lub całkowite przy skórach welurowych na które przeznacza się półfabrykat z licem uszkodzonym. Produkowane są też asortymenty skór wykończane od strony przymięsnej na przykład wspomniane już welury gdy lico skór jest brzydkie i ordynarne albo o luznej strukturze. Warunki technologiczne i techniczne wykończania kąpielowego skór Właściwości skór gotowych zależą od ich przeznaczenia asortymentowego. Ma ono wpływ na dobór odpowiedniej metody wykończania. Inaczej wykończa się skóry, które w towarze gotowym mają być cienkie, miękkie i delikatne, jak na przykład skóry na wierzchy obuwiowe, odzieżowe czy rękawiczkowe. Inną metodę stosuje się wykończając skóry grubsze o zwartej strukturze, sztywne przeznaczane na spody obuwiowe, skóry techniczne lub tak zwane ciężkie galanteryjne. Ważnym czynnikiem doboru metody wykończania jest użyty surowiec. Skóry z grubego i zwartego strukturalnie surowca wymagają bardziej intensywnych metod wypełniania. Wiąże się to z dłuższym czasem procesów, zastosowaniem aktywniejszego czynnika mechanicznego w Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 7 kąpielach technologicznych i większych stężeń roztworów roboczych. Bardziej zwarta struktura skór wymaga użycia specjalnych środków chemicznych do wprowadzenia związków wykończalniczych do wnętrza skóry. Dobór poszczególnych operacji technologicznych i kolejność ich występowania w etapie wykończania skór zależy również od zastosowanej metody garbowania. Obecnie podstawową metodą jest garbowanie chromowe stanowiące około 90% produkcji skór. Dlatego właśnie podstawą naszych rozważań będą skóry garbowania chromowego. Metoda ta ma zastosowanie do wszystkich prawie asortymentów skór gotowych Niewielki procent to skóry garbowane metodą roślinną lub roślinno syntanową stosowaną do produkcji niektórych skór galanteryjnych, podeszwowych i podpodeszwowych. Stosowana jest też metoda garbowania glinowego ale ma ona obecnie zastosowanie jedynie do skór futerkowych. Inne metody garbowania jak na przykład żelazowe i siarkowe stosowane jest sporadycznie do skór specjalnych. W celu uzyskania poprawienia właściwości skór gotowych stosowane są metody kombinowane polegające na łączeniu różnych metod garbowania. Z wiadomości o budowie chemicznej skór wiemy, że wiązanie się środków chemicznych używanych do wyprawy skór zależy od aktywności chemicznej białka kolagenu a właściwie od reaktywności jego grup funkcyjnych. Grupami takimi są grupy aminowe i grupy karboksylowe w łańcuchu chemicznym białka skórnego - kolagenu: - OOC KOLAGEN NH3+ Grupa Grupa Karboksylowa Aminowa Grupy te zaopatrzone w ładunek elektryczny określają sposób reagowania z różnymi związkami również i garbnikami. Następuje chemiczne wiązanie się garbnika z białkiem skóry kolagenem. W wyniku garbowania jedne grupy funkcyjne kolagenu zostają zablokowane a ładunek powierzchniowy skóry uwarunkowany jest ładunkiem wolnej grupy reaktywnej jaką wnoszą cząsteczki garbnika związane z kolagenem. Skóry garbowane chromowo lub glinowo uzyskują ładunek dodatni, a skóry garbowane roślinnie - ładunek ujemny. Dla wykończania skór ważna jest znajomość ładunku powierzchniowego gdyż uzależnia dobór metody i technikę postępowania technologicznego. Na wykończanie kąpielowe skór chromowych składają się następujące procesy: - zobojętnianie skór jest procesem chemicznego przygotowania tkanki mającego na celu obniżenie kwasowości skór garbowanych, - dogarbowanie skór to proces selektywnego wypełnienia skóry w obrębie całej powierzchni w celu wyrównania struktury i nadania skórze właściwości przewidzianych dla danego asortymentu, - barwienie skór to łączenie ze skórą substancji barwnych nadających skórom żądany kolor, - natłuszczanie skór polega na wprowadzeniu i utrwaleniu w tkance skórnej środków z grupy tłuszczów nadających skórom odpowiednie właściwości higieniczne wyrażające się przepuszczalnością powietrza i pary wodnej, hydrofobowością skór, skórzanym chwytem, delikatnym dotykiem i miękkością. Wszystkie te procesy przeprowadzane są w roztworach kąpieli technologicznych przy zastosowaniu urządzeń lub agregatów do kąpielowej obróbki skór. Powszechnie stosowanymi urządzeniami są bębny garbarskie o typowej drewnianej budowie wyposażone w półki lub kołki wywołujące czynnik ruchu kąpieli i skór podczas procesu. Z budową i działaniem bębnów garbarskich miałeś okazję zapoznać się w materiale nauczania jednostki modułowej Przygotowanie skór wygarbowanych do procesów wykończania 744[03].Z1.03. Różnica bębnów do barwienia i tłuszczenia skór polega na stosunku wymiarów wysokości do szerokości Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 8 urządzenia i w przybliżeniu wynosi 3:2. Przy zobojętnianiu i dogarbowaniu stosuje się szybkość obrotów bębna 10 do 12 obr/min. zaś przy barwieniu i tłuszczeniu szybkość obrotów jest większa i wynosi 14 16 obr/min. W niektórych zakładach do barwienia skór stosowane są bębny ze stali nierdzewnej i kwasoodpornej łatwiejsze do utrzymania w czystości. W bębnach takich można prowadzić procesy barwienia skór w kolorach jasnych i ciemnych na przemian. Rys. 1 Bęben do barwienia skór [1, s. 205] Obecnie produkowane bębny do barwienia skór wyposażone są w oprzyrządowanie automatycznego programowania pracy bębna. Umożliwia to standaryzację procesu i uzyskiwanie powtarzalnych wybawień skór. Barwienie skór cienkich i delikatnych w bębnach garbarskich często prowadzi do uszkodzeń skór prze rozdarcie i związywanie się skór długich i cienkich na przykład połówek odzieżowych lub boków na nappę obuwiową. Do niedawna większość skór wrażliwych na obracanie w bębnie garbarskim poddawano procesom kąpielowym w cytroku. Jest to urządzenie składające się ze Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 9 zbiornika o zaokrąglonym dnie i wyposażone w mieszadło łopatkowe. Aopatki mieszadła obracając się wprawiają w ruch kąpiel roboczą. Rys. 2 Cytrok garbarski do prowadzenia procesów kąpielowych [prospekt firmowy] Wadą tych urządzeń jest stosowanie dużego współczynnika kąpielowego, utrudniony załadunek i rozładunek skór, zbyt szybkie studzenie się kąpieli oraz zbyt słaby czynnik mechaniczny poruszania skór. Obecnie zastosowanie w garbarniach znalazły agregaty pralnicze. Aparaty zbudowane są z ażurowego bębna podzielonego promieniowo perforowanymi ściankami na trzy równe sekcje. Bęben umieszczony jest w zbiorniku cylindrycznym spełniającym rolę pojemnika kąpieli roboczej. W przedniej ścianie obudowy znajduje się otwór przez który następuje załadunek i rozładunek skór do poszczególnych sekcji. Wszystkie elementy robocze aparatu wykonane są ze stali nierdzewnej. Aparaty wyposażone są w urządzenia do podgrzewania kąpieli technologicznych i stałego utrzymywania temperatury w ciągu całego procesu. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 10 Rys. 3 Schemat działania agregatu do barwienia skór [1, s. 215] 1 właz do napełniania i wyładowywania bębna aparatu, 2 segmenty bębna, 3 doprowadzenie wody, 4 doprowadzenie roztworów roboczych 5 odprowadzenie kąpieli. Aparaty mogą pracować przy niskich współczynnikach kąpielowych co przyśpiesza proces i zmniejsza zużycie chemikaliów, ilości roztworów roboczych i ścieków. Wadą stosowania tego typu urządzeń jest zawsze bardziej powierzchowne barwienie niż przy użyciu bębnów garbarskich tradycyjnych. 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaki jest cel wykończania skór? 2. Od czego zależy sposób wykończania skór? 3. Jakie etapy można wyróżnić w procesie wykończenia skór ? 4. Czym różni się wykończanie kąpielowe skór od wykończania właściwego ? 5. Co to znaczy wykończać skóry od strony lica, a co wykończać skóry od strony mizdry? 6. Od czego zależy dobór metody i techniki wykończania skór? 7. Czy umiesz wymienić procesy etapu kąpielowego wykończania skór? 8. Jakie urządzenia stosuje się do kąpielowego wykończania skór? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 11 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na podstawie organoleptycznego badania skór w półfabrykacie wet-blue, określ przydatność do wykończenia ich od strony lica lub od strony mizdry. Ćwiczenie będzie wykonywane jako zadanie produkcyjne w warsztatach szkolnych lub zakładzie garbarski. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z dokumentacją technologiczną produkowanych skór: - recepturą wyprawy, - normami przedmiotowymi danego asortymentu skór, - normami czynnościowymi badań organoleptycznych skór, - wymaganiami odbioru jakościowego skór, 2) dokonać oględzin skór przeznaczonych do wykończania, 3) określić organoleptycznie jakość lica i mizdry skór, 4) rozsortować skóry z licem zgodnym z wymaganiami asortymentowymi, 5) osobno odłożyć skóry z licem niezgodnym z wymaganiami jakości asortymentowej skór, 6) określić przydatność skór rozsortowanych jako niezgodne z wymaganiami, 7) zapisać w dzienniczku wnioski i uwagi, 8) wskaż i zachowaj zasady bezpiecznej pracy, używaj odzieży ochronnej. Wyposażenie stanowiska pracy: 1) dokumentacja technologiczna: receptura wyprawy skór, normy przedmiotowe i czynnościowe, 2) stół sortowniczy, 3) dziennik laboratoryjny. Ćwiczenie 2 Zaobserwuj pracę urządzeń stosowanych do procesów kąpielowego barwienia skór. Wskaż do jakiego rodzaju skór pod względem surowcowym i przeznaczenia asortymentowego można ich używać. Ćwiczenie będzie wykonywane w warsztatach szkolnych lub na wycieczce dydaktycznej w zakładzie garbarskim. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) wziąć udział w zajęciach /wycieczce/ do zakładu garbarskiego, 2) wskazać i nazwać maszyny stosowane do kąpielowej obróbki skór we wstępnej fazie wykończania, 3) zapoznać się z charakterystyką techniczną urządzeń do kąpielowego wykończania skór, 4) zapoznać się z instrukcją technologiczną kąpielowego wykończania skór różnych rodzajów i asortymentów, 5) wskazać i uzasadnić urządzenia do kąpielowego wykończenia skór dla określonego rodzaju surowca i asortymentu w towarze gotowym. 6) wskazać i omówić konieczność używania odpowiedniej odzieży ochronnej podczas pracy przy kąpielowym wykończaniu skór i zachowania zasad bezpiecznej pracy, 7) wnioski i spostrzeżenia zapisać w dzienniczku. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 12 Wyposażenie stanowiska pracy: zakład garbarski produkujący różne asortymenty skór, dokumentacja techniczna i technologiczna wykończania kąpielowego skór: instrukcja obróbki skór, charakterystyka maszyn i urządzeń, regulamin bhp i ppoż., urządzenia do kąpielowych procesów wykończalniczych, półfabrykaty skór z różnego rodzaju surowca i różnego przeznaczenia. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić cel wykończania skór?
2) określić zadania wykończania kąpielowego skór?
3) nazwać i scharakteryzować urządzenia do kąpielowego wykończania skór ?
4) zdefiniować procesy zobojętniania, dogarbowania, barwienia i natłuszczania skór ?
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 13 4.2. Zobojętnianie skór po garbowaniu mineralnym 4.2.1. Materiał nauczania Skóry po garbowaniu garbnikami chromowymi zawierają w przestrzeniach między włóknami oprócz garbników również roztwór kwasów powstałych podczas procesu garbowania. Są to mocne kwasy które muszą być usunięte ze skóry, w przeciwnym razie będą powodować zakłócenia w procesach dogarbowania, barwienia i natłuszczania skór. Pozostawienie kwasów byłoby przyczyną szybkiego starzenia się skór spowodowanego rozpadem kolagenu. Usuwanie tych kwasów lub zamiana ich na kwasy słabsze powoduje obniżenie kwasowości skór w procesie tak zwanego zobojętniania, odkwaszania lub neutralizacji. Obniżenie kwasowości skór można uzyskać przy użyciu środków alkalicznych, których roztwory wodne wykazują wartość pH powyżej punktu izoelektrycznego skóry świeżo wygarbowanej to jest powyżej 6. Punkt izooelektryczny skóry wygarbowanej chromowo wynosi około pH 6 i jest wynikiem ładunku powierzchniowego skóry, czyli miarą zdolności reagowania garbowanego kolagenu ze środkami chemicznymi ładunkowoczynnymi. Reaktywność kolagenu w punkcie izooelektrycznym jest najmniejsza. Do najbardziej pospolitych środków zobojętniających należą sole kwasu węglowego na przykład wodorowęglan sodowy NaHCO3 lub amonowy NH4HCO3. Obecnie w praktyce przemysłowej zastosowanie mają gotowe preparaty zobojętniające i maskujące kwasy powstałe w skórze w czasie garbowania. Rodzaj i ilość środków zobojętniających jak również sposób prowadzenia procesu zależą od wymaganego stopnia odkwaszenia skór na jej przekroju. Stosuje się trzy sposoby zobojętniania skór: a) zobojętnianie powierzchniowe polega na okwaszeniu zewnętrznych warstw skóry. Sposób ten stosowany jest przy wyprawie między innymi skór wierzchnich obuwiowych charakteryzujących się umiarkowaną ciągliwością, pełnością i miękkością, b) zobojętnianie na wskroś czyli całego przekroju skór ma zastosowanie przy produkcji welurów i nubuków oraz skór od których wymagana jest wyjątkowa miękkość i ciągliwość na przykład skóry na rękawiczki i odzież, c) zobojętnianie maskujące które powoduje tuszowanie garbujących kompleksów chromowych o mocno kwaśnym odczynie.Ten sposób zobojętniania stosowany jest do skór, które mają być wypełniane i dogarbowanie garbnikami roślinnymi i syntanowymi. Stosując odpowiednie środki i odpowiednią metodę zobojętniania możemy sterować procesami dogarbowania, barwienia i natłuszczania skór, szczególnie głębokością wnikania w skórę i wiązania się garbników, barwników i tłuszczy. W praktyce przemysłowej zobojętnianie przeprowadza się bezpośrednio po procesach strugania, rozmaczania i płukania skór. Płukanie powoduje jednocześnie usunięcie kwasu niezwiązanego, znajdującego się w przestrzeniach między włóknami skórnymi. Skóry zobojętnia się przez obracanie ich w bębnie garbarskim w kąpieli roztworu środka odkwaszającego w temperaturze około 450C. Ilość środka zobojętniającego, współczynnik kąpielowy oraz czas procesu zależy od grubości, zwartości tkanki i przeznaczenia asortymentowego skór. Dokładne parametry opracowane są przez firmy chemiczne, zbadane i dopasowane do warunków zakładu. Określone są w instrukcji technologicznej wyprawy skór i należy je ściśle przestrzegać. Prawidłowość procesu zobojętniania sprawdza się wskaznikiem chemicznym zielenią bromokrezolowa. Wskaznik ten zmienia barwę z żółtej poprzez zieloną do granatowej wraz ze zmianą pH środowiska. Wartość pH 5 odpowiada barwie zielonej, poniżej jest żółta a powyżej niebieska do granatowej. Praktyczne wykonanie badania polega na zakropleniu wskaznikiem świeżego przekroju skóry i odczytaniu barwy: Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 14 odkwaszenie powierzchniowe: zewnętrzne warstwy skóry zielononiebieskie /pH 4,5 5,4/, środkowa część żółta /pH 3,5 3,8/, odkwaszenie na wskroś: cały przekrój niebieski /pH 5,5-6,0/, zobojętnianie maskujące: 1/3 przekroju w środku skóry żółtozielone /pH 3,8 4,2/, a zewnętrzne warstwy zielononiebieskie /pH 4,5 5,0/. 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaki jest cel zobojętniania skór po garbowaniu chromowym? 2. Jakie środki stosuje się do odkwaszenia skór? 3. Czy potrafisz wyjaśnić pojęcia: zobojętnianie powierzchniowe, zobojętnianie na wskroś , zobojętnianie maskujące? 4. Od czego zależą parametry procesu zobojętniania skór? 5. Jak można sprawdzić stopień odkwaszenia skór w procesie zobojętnienia? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Posługując się wskaznikiem zielenią bromokrezolowa, zbadaj stopień odkwaszenia skór chromowych po procesie zobojętniania. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania tej części jednostki modułowej, 2) przygotować próbki skór różnych asortymentów do wykonania oznaczeń: wybrać skóry i oznaczyć miejsca wykrojenia próbek, przy pomocy ostrego noża wykroić próbki, wycisnąć nadmiar kąpieli, 3) przygotować wskaznik zieleń bromokrezolowa w naczyńku z wkraplaczem, 4) na przekrój skór wkroplić wskaznik i określić kolor zabarwienia przekroju skór, 5) wyniki zanotować w dzienniczku, 6) omówić wyniki oznaczeń i określić stopień zobojętnienia badanych skór, 7) zapisać wnioski i spostrzeżenia. Wyposażenie stanowiska pracy: - stół laboratoryjny, - ostry nóż do wycinania próbek skór, - roztwór wskaznika zieleni bromokrezolowej, - naczyńko z wkraplaczem, - różne rodzaje skór garbowania chromowego po procesie zobojętniania. Uwaga: W czasie wykonywania ćwiczeń zachowaj zasady bezpiecznej pracy, stosuj odzież ochronną. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 15 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić cel odkwaszania skór po garbowaniu chromowym?
2) określić środki stosowane do odkwaszania skór garbowanych?
3) wyjaśnić pojęcia zobojętnianie: powierzchniowe i zobojętnianie na
wskroś ? 4) zbadać stopień odkwaszenia skór przy pomocy wskaznika chemicznego?
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 16 4.3. Dogarbowanie skór 4.3.1. Materiał nauczania 4.3.1.1. Ogólna charakterystyka dogarbowania i napełniania skór Pojęcie dogarbowania lub napełniania skór, określa w garbarstwie proces chemicznej obróbki skór wygarbowanych, mający na celu poprawę i wyrównanie struktury obrabianych skór w obrębie całej jej objętości oraz pogrubienie warstwy licowej skór. Proces dogarbowania wiąże się ze zmianą ładunku powierzchniowego i zwiększeniem reaktywności chemicznej skór. Dogarbowanie ma duży wpływ na efekt końcowy wyprawy jednak nie powoduje zmian podstawowych cech skór nadanych im przez garbnik użyty we właściwym procesie garbowania.. Sposoby dogarbowania różnych rodzajów skór zależą od właściwości jakie skóry mają posiadać w towarze gotowym. Również dobór odpowiednich środków dogarbowujących i wypełniających zależy od cech skór wyprawionych. Skóry wyprawione można podzielić na trzy podstawowe grupy dla których sposób napełniania i dogarbowania jest podobny. Są to: - skóry z licem naturalnym w których stroną użytkową jest strona licowa. Wytwarzane są z surowca o możliwie jak najmniej uszkodzonym licu pozbawionym mechanicznych uszkodzeń jak obtarcia, zadrapania, przecięcia, rozdarcia, dziury i ślady po uszkodzeniach gnilnych. Skóry takie przeznaczane są na towar wysokiej klasy jakościowej w takich asortymentach jak: skóry odzieżowe, rękawiczkowe, oraz miękkie obuwiowe i galanteryjne softy, nappa. Charakteryzują się miękkością, pulchnością i niekiedy ciągliwością. Zachowanie naturalnego lica i wymienionych cech fizycznych wymaga dogarbowania tych skór środkami zmiękczającymi tkankę skórną oraz nie powodującymi ściemnienia barwy skór wyprawianych w jasnych kolorach. Nie wskazane jest użycie środków pogrubiających zbytnio rysunek lica i tworzenie lica tak zwanego ordynarnego. Obowiązuje zasada umiarkowanego napełnienia skór. Skóry muszą wykazywać charakterystyczny chwyt skóry chromowej i posiadać delikatne uziarnienie lica. - skóry z licem poprawionym o użytkowej powierzchni od strony lica wytwarzane z surowca z lekkimi, niezbyt głębokimi uszkodzeniami fizycznymi. Uszkodzenia te można usunąć przez lekkie oszlifowanie i wykończać je wytwarzając powłokę kryjącą zastępującą lico naturalne. Skóry produkowane z surowca ciężkiego, wykazujące różnice w strukturze różnych części topograficznych wymagają intensywniejszego dogarbowania i selektywnego napełnienia części luzniejszych. Skóry lekkie mogą być dogarbowane znacznie słabiej. Dogarbownie prowadzi się w celu napełnienia części luzniejszych i modyfikacji włókien tkanki licowej szczególnie jej pogrubienia i uszczelnienia co ma znaczenie przy skórach na wierzchy obuwiowe. - skóry wykończane ze szlifowaną powierzchnią użytkową. Są to skóry: welurowe wykończane przez szlifowanie głównie strony mizdrowej lub bardzo uszkodzonej strony licowej i nubuki wykończane metodą oszlifowania lica skór w sposób równy i delikatny aby nadać skórom wygląd matowej powierzchni. Dogarbowanie ma na celu nadanie mizdrze skór dodatniego ładunku powierzchniowego niezbędnego w dalszym wykończaniu ułatwiającym przyłączanie barwników i tłuszczy. Dogarbowanie ma również przyczynić się do zagęszczenia tkanki zewnętrznej skór lica i mizdry, aby po oszlifowaniu otrzymać gęste, równomiernie i krótko podcięte włókno 4.3.1.2. Środki stosowane do dogarbowania i napełniania skór Różne cele dogarbowania skór uzależnione od właściwości skór w różnych asortymentach wymagają stosowania odpowiednich środków dogarbowujących i napełniających. W nowoczesnych sposobach wyprawy skór stosuje się gotowe preparaty i związki chemiczne, których skład Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 17 zapewnia wymagane właściwości skór. Skład preparatów oparty jest o substancje chemiczne posiadające pewne powinowactwo do chemicznego lub fizycznego łączenia się z tkanką skórną lub związkami garbującymi wprowadzonymi do skóry w procesie garbowania. Do dogarbowania mogą być używane środki, które nie będą miały ujemnego wpływu na procesy dalszej wyprawy skór. Garbniki mineralne chromowe, glinowe, cyrkonowe. Wpływają na poprawę struktury skór oraz na wiązanie się barwników które z garbnikami mineralnymi tworzą w skórze związki kompleksowe dające trwałe wybarwienia. Są to głównie ekstrakty chromowe nadające skórom charakterystyczny chwyt skór chromowych oraz lekko uziarniają lico skór. Wpływają również na zwiększenie ciągliwości skór. Garbniki glinowe stosuje się przy dogarbowaniu skór które mają być barwione na jasne, pastelowe kolory. Garbniki te nadają tez skórom większą miękkość i delikatność Garbniki cyrkonowe dobrze napełniają skóry, powodując zwiększenie ścisłości lica oraz trwałości deseniowania w wykończaniu właściwym skór. Zwiększają zdolność szlifowania lica. Garbniki roślinno-syntanowe są to garbniki zaliczane do grupy garbników organicznych. Są to grupy: naturalnych garbników roślinnych oraz garbników syntetycznych. Garbniki naturalne w praktyce przemysłowej stosuje się w postaci najczęściej sproszkowanych ekstraktów, rzadziej w postaci płynnej. Są to ekstrakty: mimozy, quebracho, kasztanowy, drewna dębowego i sumakowy. Ekstrakt mimozy ma bardzo duże powinowactwo do skóry chromowej i działa silnie wypełniająco. Quebracho to garbnik silnie reagujący z warstwami zewnętrznymi skóry powodując osłabienie wytrzymałości lica. Może być używany do skór z korygowanym licem gdyż zwiększa zdolność szlifowania. Dobrze wypełnia skóry więc nie nadaje się do dogarbowania skór miękkich. Ekstrakty kasztana i dębu stosuje się do dogarbowania skór z poprawionym licem. Wpływają ujemnie na elastyczność warstwy licowej skór, rysunek lica i trwałość wybarwienia skór na działanie światła. Zagęszczając warstwy zewnętrzne ułatwiają szlifowanie skór dając powierzchnie o krótko podciętym włóknie. Ekstrakt sumakowy używany jest do otrzymywania skór miękkich, pulchnych, pełnych i odpornych na działanie światła. Używany do produkcji skór odzieżowych i rękawiczkowych. Garbniki syntetyczne syntany otrzymuje się na drodze chemicznej syntezy związków wielkocząsteczkowych w oparciu o budowę chemiczną garbników roślinnych. Garbniki syntetyczne stosuje się w mieszaninie z garbnikami naturalnymi roślinnymi. Używa się je do dogarbowania skór chromowych bydlęcych z poprawionym licem. W zakładach garbarskich rodzime produkty znane są jako Rotaniny. Przy nazwie rotanin producent stosuje symbole literowe a czasem i cyfrowe, które określają specjalne cechy danej rotaniny. Na przykład Rotanina M i Rotanina M-70 są samodzielnymi syntanami powodującymi wybielanie skór chromowych. Stosuje się je do produkcji podszewek i skór o jasnych i białych kolorach. Garbniki żywicowe są to garbniki otrzymywane w trakcie chemicznych przemian różnych produktów organicznych zawierające grupy chemicznie aktywne umożliwiające wiązanie się ze skórą lub związkami wypełniającymi wprowadzonymi do skór w procesach garbowania i dogarbowania. Garbniki żywicowe występują jako koloidy lub zawiesiny w roztworach wodnych. Służą do napełniania skór w procesie dogarbowania. Wprowadzane są do skóry w formie rozpuszczonej w wodzie a następnie przemienione w formę nierozpuszczalną. Garbniki strącają się na włóknie skórnym wypełniając skórę i niekiedy powodując jej usztywnienie. Znajdują zastosowanie do dogarbowania skór welurowych polepszając ich jakość oraz ułatwiając szlifowanie i wybarwienie. Zwiększają elastyczność skór, podnoszą sprężystość i charakterystyczny chwyt skóry chromowej. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 18 4.3.1.3. Technika dogarbowania skór Dogarbowanie zależy głównie od przeznaczenia asortymentowego i układu topograficznego skór. O doborze środków dogarbowujących i ich zużyciu ilościowym decyduje sposób wykończania i zakładane właściwości fizyczne skór gotowych. Dogarbowanie skór przeprowadza się w bębnach obrotowych w roztworach wodnych o współczynniku kąpielowym (K) zależnym od rodzaju stosowanego środka. Przy dogarbowaniu garbnikami mineralnymi i żywicowymi współczynnik ten jest niski i wynosi K = 0,5 1, 0 0 a temperatura kąpieli: przy garbnikach żywicowych około 60 C 70 C, a przy garbowaniu 0 0 mineralnym 35 C 45 C. Dogarbowanie roślinne wymaga zastosowania współczynnika kąpielowego K = 2 2,5 i temperatury 25 0C do 30 0C. Proces dogarbowania skór chromowych można prowadzić na dwa sposoby: - dogarbowanie słabe które nie zmienia charakteru skóry chromowej w sposób istotny a skórę otrzymujemy miękką i pełną w dotyku, - dogarbowanie intensywne które wypełnia skórę środkami garbującymi pozwalając otrzymać lico podatne na szlifowanie a skóra jest pełna, przyjemna w dotyku i lekko usztywniona. W praktyce produkcyjnej stosuje się zasadę polegającą na rozpoczynaniu dogarbowania łącznie ze zobojętnianiem a właściwe dogarbownie wymaga stopniowego dodawania co najmniej dwóch różnych środków dogarbowujących. Zestaw środków dogarbowujący jest bardzo istotny gdyż musimy otrzymać w towarze gotowym skóry które: - są dostatecznie odporne na rozciąganie i rozerwanie, - są pełne bez luznych miejsc ale jednocześnie miękkie we wszystkich miejscach topograficznych, - zachowują określoną ścisłość warstwy licowej i to różną w zależności od wymagań asortymentowych i sposobu wykończenia właściwego, - są równo wybarwione na całej powierzchni a szczególnie skóry w asortymentach typu welury i nubuki. Należy pamiętać że ilość środków wypełniających i dogarbowujących nie może być zbyt mała bo wówczas otrzymamy skóry z miejscami luznymi o pomarszczonym a czasem odstającym licu. Również zbyt duża ilość środków dogarbowujących szczególnie grupy roślinno-syntanowej wpływa ujemnie na własności skóry obniżając jej wytrzymałość na rozciąganie i rozerwanie. Dogarbowanie skór chromowych garbnikami mineralnymi podwyższa intensywność wybarwienia skóry. Szczególnie jeśli do dogarbowania użyjemy garbnika chromowego a do barwienia barwników tworzących z chromem nierozpuszczalne kompleksy. Garbniki roślinne i syntetyczne użyte do dogarbowania skóry chromowej działają rozjaśniająco na wybarwienie i zmniejszają jego intensywność dając szarawy odcień w pomieszaniu z naturalną barwą garbnika roślinnego. 4.3.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaki jest cel dogarbowania skór? 2. Od czego zależy metoda dogarbowania skór? 3. Czy potrafisz wymienić i scharakteryzować podstawowe środki stosowane do dogarbowania skór? 4. Od czego zależą parametry procesu dogarbowania skór? 5. W jakich urządzeniach przeprowadza się dogarbowanie skór? Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 19 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Porównując wskazane przez nauczyciela próbki środków garbujących ze wzorcami, nazwij je i określ grupę do jakiej należą np.: Chromal garbnik chromowy o konsystencji zielonego miałkiego proszku, dobrze rozpuszcza się w wodzie dając ciemnozielony roztwór, należy do grupy garbników mineralnych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania tej części jednostki modułowej, 2) przygotować wzorce środków garbujących i określić ich podstawowe właściwości np.: wygląd, konsystencję, rozpuszczalność, oraz zakwalifikować je do odpowiedniej grupy np.: garbniki mineralne, garbniki roślinne, 3) zbadać organoleptycznie właściwości wskazanych przez nauczyciela preparatów i porównać je ze wzorcami, 4) określić grupę rodzajową środków badanych, 5) wyniki przedstawić w układzie tabelarycznym, 6) zapisać wnioski i spostrzeżenia. Wyposażenie stanowiska pracy: - stół laboratoryjny, - zestaw próbek wzorcowych preparatów garbujących, - naczynia laboratoryjne: zlewki 250 ml., próbówki, bagietki, łyżeczki laboratoryjne, bibuła laboratoryjna, papierki wskaznikowe, - arkusze papieru A-4, - ołówek, długopis, mazak. Uwaga: pamiętaj o zachowaniu przepisów bezpiecznej pracy i używaniu odzieży ochronnej. Ćwiczenie 2 Na podstawie organoleptycznego badania wskazanych przez nauczyciela skór, określ rodzaj dogarbowania. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania tej jednostki modułowej, 2) dokonać badania organoleptycznego wskazanych skór, 3) określić ich cechy i właściwości charakterystyczne: wygląd, kolor, odczucie dotyku, zapach, miękkość, wygląd przekroju, 4) zadecydować o rodzaju dogarbowania skór i uzasadnić swoją decyzję. Wyposażenie stanowiska pracy: - stół laboratoryjny, - nóż do przecinania skór, - boczek do układania skór, - dzienniczek do zapisywania uwag i wyników. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 20 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić cel dogarbowania skór?
2) określić środki stosowane do dogarbowania skór?
3) scharakteryzować podstawowe techniki dogarbowania skór?
4) wyjaśnić dobór sposobu dogarbowania w zależności od przeznaczenia skór?
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 21 4.4. Barwienie skór 4.4.1. Materiał nauczania 4.4.1.1. Charakterystyka procesu barwienia skór W nowoczesnych technologiach wyprawy tylko niewielki procent skór wykończany jest w kolorze naturalnym. Ogromna większość to skóry barwione. Różnorodna kolorystyka produkowanych skór wymuszona jest wymaganiami praktycznymi, estetycznymi i modą szerokiego wachlarza asortymentów wyrobów skórzanych użytkowych. Wprowadzenie do wykończania właściwego specjalnych środków kryjących lico skór umożliwia ich wykończanie barwne bez potrzeby barwienia. Jednak w wielu asortymentach barwienie jest podstawowym procesem wykończalniczym. Nawet skóry kryte powłokami barwnymi podbarwia się aby osiągnąć korzystniejsze i estetyczniejsze wyniki produkcji skór miękkich. Barwienie jest ważnym procesem w produkcji skór welurowych, nubukowych, odzieżowych i rękawiczkowych. Wybarwieniom tych skór stawiane są wysokie wymagania odnośnie równomierności i trwałości na światło, tarcie, pot, działanie wody i rozpuszczalników organicznych. Nie jest możliwe produkowanie bez barwienia skór anilinowych oraz skór miękkich typu nappa. Jakość wybarwienia zależy od rodzaju i przygotowania skór, metody barwienia oraz użytych barwników i środków pomocniczych. Do podstawowych czynników należy sposób obróbki mechanicznej skór po garbowaniu i poprzedzających procesów kąpielowego wykończania zobojętniania i dogarbowania skór. Jeśli skóry barwione są po wykończaniu do stanu crust, również wpływ na barwienie ma tłuszczenie skór i sposób suszenia. Właściwy sposób odkrycia wnętrza skóry podczas dwojenia i strugania umożliwia łatwiejsze wnikanie i łączenie się barwników ze skórą. Jak ważne są zobojętnianie i dogarbowanie na efekt barwienia skór omówiono przy rozważaniu tych procesów. Jakość wybarwienia zależy w głównej mierze od rodzaju zastosowanego barwnika. Skóra jest specyficznym materiałem nie tak jednorodnym jak tkaniny, stąd inaczej barwi się części luzniejsze skóry jak boki, pachwiny czy kark a inaczej części zwarte skóry jak na przykład krupony czy zady. Charakterystyczną cechą jest różna struktura warstwy licowej uzależniona od rodzaju surowca. Skóry o równym i gładkim licu wykazują większy połysk a więc i efekt barwienia będzie intensywniejszy o żywszym odcieniu. Spowodowane to jest wyższym stopniem odbicia światła widzialnego. 4.4.1.2. Środki stosowane do barwienia skór Barwniki Związki organiczne posiadające właściwości selektywnego pochłaniania promieni świetlnych o różnych długościach fal nazywamy barwnikami. Światło widzialne nie jest światłem jednorodnym ale składa się z widma kolorów o różnej długości i częstotliwości drgań. Widmo to możemy zaobserwować przepuszczając promień światła białego przez pryzmat. Jeśli promień światła białego pada na powierzchnię jakiegoś przedmiotu to może zostać odbity od tej powierzchni całkowicie, może część promieni /z widma/ zostać pochłonięta przez przedmiot a część zostać odbita, lub wszystkie promienie mogą zostać pochłonięte. Wzrok człowieka odbiera promienie świetlne które zostały odbite i wiązka tych promieni daje wrażenie koloru oglądanego przedmiotu. Jest to kolor wiązki promieni dopełniających do światła białego. Jeśli promień światła białego zostanie odbity w całości to widzimy przedmiot koloru białego, Jeśli promień zostanie pochłonięty przez powierzchnię to obserwujemy przedmiot czarny. Przedmiot jest przezroczysty gdy promienie światła białego w całości przechodzą przez ten przedmiot. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 22 Do barwienia skór używa się obecnie barwniki otrzymywane na drodze syntezy chemicznej związków organicznych o złożonej budowie. Barwniki te muszą wykazywać trzy podstawowe cechy: - są związkami barwnymi, - mają zdolność wiązania się ze skórą garbowaną, - są rozpuszczalne w wodzie. Aby związek barwny został uznany barwnikiem musi posiadać w swojej budowie chemicznej dwa podstawowe układy grup: grupę chromoforową odpowiedzialną za barwę i grupę auksochromową wykazującą powinowactwo do barwionego materiału. Barwniki do skóry posiadają jeszcze grupy chemiczne odpowiedzialne za rozpuszczalność w wodzie. Od składu i budowy chemicznej tych grup uzależniony jest podział barwników i ich klasyfikacja. W wykończalnictwie skór praktyczne znaczenie ma podział barwników ze względu na powinowactwo do skóry wygarbowanej. Technologiczne zastosowanie mają następujące grupy barwników: Barwniki anionowe jest to bardzo duża grupa barwników charakteryzująca się barwnym anionem. Barwniki anionowe dzieli się ze względu na powinowactwo do różnych rodzajów skór garbowanych na: barwniki kwasowe mają zdolność do wiązania się z kolagenem prawie wszystkich rodzajów garbowania. Zaletą barwników kwasowych jest dobra rozpuszczalność w wodzie, wysoka odporność na kwasy, zasady i wysalanie, łatwość barwienia skóry na całym przekroju oraz możliwość uzyskiwania równomiernych ale niezbyt intensywnych wybawień. Wadą barwników jest mała odporność wybarwienia skór na działanie wody. barwniki heteropolarne używane do barwienia skór chromowych. Mają wysokie powinowactwo do skór garbowania mineralnego. Dają wybarwienia powierzchowne, syte i żywe odcienie odporne na działanie wody. barwniki kwasowo-chromowe wytwarzają na włóknie skóry trwałe barwne laki. Mają dobrą odporność na działanie światła i pranie. Barwią skóry w całym przekroju. Używane do barwienia skór rękawiczkowych, odzieżowych i welurów. Trudno jednak uzyskać powtarzalność wybawień skór w kolejnych partiach produkcyjnych. barwniki metalokompleksowe dają wybarwienia o wysokiej odporności na wodę, pranie i światło. Używane do barwienia skór rękawiczkowych, odzieżowych, anilinowych, welurów i nubuków. Chętnie używane do barwienia skór w kolorach pastelowych. Barwniki kationowe zwane inaczej barwnikami zasadowymi. W roztworach wodnych dysocjują z wytworzeniem barwnych kationów. Nadają się do barwienia skór garbowania roślinnego i roślinno-syntanowego. Dają wybarwienia żywe, intensywne jednak nietrwałe na działanie światła. Często stosowane jako środki pomocnicze do ożywiania wybawień z innymi grupami barwników lub do zmiany ładunku powierzchniowego skór. Barwniki amfoteryczne służą do barwienia skór garbowania roślinnego lub chromowego ale dogarbowanych roślinnie lub syntanowo. Wybarwienia są żywe, pełne i równomierne nieodporne na działanie światła. Barwniki reaktywne bardzo trwale wiążą się z grupami funkcyjnymi kolagenu. Równomiernie barwią skórę. Dają wybarwienia o bardzo wysokiej odporności na działanie wody, potu, na pranie i działanie rozpuszczalników organicznych. Stosowane do barwienia szlachetnych rodzajów skór, głównie rękawiczkowych, odzieżowych, nubuków i welurów. Barwniki naturalne są barwnikami otrzymywanymi przez ługowanie drewna barwnych drzew i roślin barwierskich. Dawniej używane do barwienia skór szlachetnych i futerkowych. Obecnie w garbarstwie mają znaczenie historyczne. Czasem używane w przemyśle włókienniczym. Barwniki utlenialne zwane również półproduktami organicznymi wytwarzają na włóknie skóry barwne kompleksy p[rzez utlenianie. Stosowane do barwienia włosa skór futerkowych. Barwniki siarkowe w garbarstwie mają niewielkie znaczenie. Używane do barwienia skór garbowania tłuszczowego. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 23 4.4.1.3. Środki pomocnicze do barwienia Aby uzyskać żądany efekt wybarwienia skór, oprócz barwników używa się różnych środków chemicznych wspomagających proces barwienia. Środki te mają za zadanie: - ułatwić wnikanie barwnika do skóry, - wzmocnić jego wiązanie się chemiczne lub fizyczne ze skórą, - równomiernie rozprowadzić barwnik w całej objętości skóry, - nadać skórom trwałe i żywe wybarwienia. Środki ułatwiające i wyrównujące wybarwienie nazywamy egalizatorami. Mają one własność równomiernego rozłożenia barwnika w skórze. Działanie ich polega na tym że hamują zbyt intensywne wiązanie się barwnika z zewnętrznymi warstwami skóry i barwnik przechodzi stopniowo do całej przestrzeni międzywłóknistej. Ponieważ barwnik zbudowany jest z dużych cząsteczek organicznych związków, więc wiązanie się z zewnętrznymi warstwami skóry powodowałoby zablokowanie następnym cząsteczkom wejścia do środka skóry. Barwienie byłoby tylko powierzchowne. Podniesienie stopnia trwałości wybawień skór jest zadaniem środków chemicznych zwanych utrwalaczami. Do najprostszych i najczęściej używanych utrwalaczy należą kwasy organiczne średniej mocy kwas mrówkowy i octowy. Utrwalacze podnoszą trwałość wybawień na pranie i na wodę. Dodatek kwasu do kąpieli barwiącej wpływa na wzrost reaktywności skóry garbowanej i wzrost zdolności wiązania barwników. 4.4.1.4. Technika barwienia skór Barwienie skór można przeprowadzać dwoma sposobami: - metodą kąpielową polegającą na obracaniu skór zanurzonych w roztworze barwnika w bębnie garbarskim lub agregacie farbiarskim, - metodą bezkąpielową przez naprowadzanie barwnika na powierzchnie skóry na przykład szczotkowo lub natryskiem. Czasami stosuje się tak zwane barwienia na sucho obracając skóry w bębnie garbarskim ze sproszkowanym barwnikiem bez dodawania wody lub tylko w niewielkiej ilości. Wykorzystywana jest jedynie wilgoć mokrych skór. W barwieniu tym uzyskuje się wybarwienia równomierne na całym przekroju skór ale o mało intensywnym odcieniu. Metoda wymaga dobarwiania powierzchniowego w kąpieli barwnikami szybko i powierzchniowo wiążącymi się ze skórą. Metoda ta stosowana jest przy barwieniu skór odzieżowych i meblowych. Ze względu na różnorodność rodzajów skór, sposobów ich przygotowania i wymogów asortymentowych a także warunków technicznych zakładów, metody barwienia są bardzo zróżnicowane i skomplikowane. Instrukcje technologiczne barwienia skór muszą być opracowywane przy uwzględnieniu wszystkich uwarunkowań. Są jednak pewne ogólne zasady które należy stosować w procesie barwienia skór. Barwienie skór garbowanych chromowo prowadzi się z reguły w bębnach garbarskich przy 0 0 użyciu /w przeliczeniu na masę skór struganych/ 150% wody o temperaturze 60 C 70 C, wprowadzając przez oś obracającego się bębna roztwór barwnika. Ilość barwnika uzależniona jest od rodzaju barwnika, asortymentu skór i żądanego efektu barwienia i może wynosić 0,5 6,0%. Przebarwienie skór uzyskuje się już po około 30 minutach. Niektóre asortymenty wymagają barwienia dwustopniowego. Polega ono na zastosowaniu początkowo 1/2 lub 1/3 ilości przewidzianego barwnika, następnie zastosowanie procesów dogarbowania i tłuszczenia, a na koniec dobarwienie pozostałą ilością barwnika i utrwalenie go kwasem mrówkowym. Tą metodą stosuje się barwienie barwnikami anionowymi. Przy barwieniu skór chromowych na wierzchy obuwia dąży się do wybarwienia powierzchniowego o żywym i równomiernym kolorze. Do barwienia skór w ciemnych kolorach Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 24 stosuje się 1-2% barwnika na masę struganą skór. Przy kolorach pastelowych ilość barwnika wynosi do 0,5% przy jednoczesnym użyciu egalizatora anionowego w ilości 1-2%. Przebarwienia na całym przekroju wymagają skóry nappa odzieżowe i meblowe. Efekt przebarwienia uzyskuje się przygotowując skóry przez zobojętnienie na całym przekroju i stosując dużą ilość barwnika około 6%. Czas barwienia należy kontrolować uzyskując zamierzony stopień przebarwienia skór. W skórach anilinowych wymagana jest przede wszystkim równomierność wybarwienia powierzchni lica, trwałość na światło i odporność na wodę. Uzyskanie tych efektów wymaga zastosowania łącznie z barwnikiem egalizatora anionowego. W wykończalnictwie skór rękawiczkowych, welurowych i nubukowych stosuje się ze względu na wysokie wymagania barwniki szlachetne. Wymagania te to równomierne i całkowite przebarwienie skór na wskroś , całkowita odporność na wodę pot i pranie a także na rozpuszczalniki organiczne. Używane są więc barwniki metalokompleksowe i reaktywne. Technika barwienia tych skór jest dość skomplikowana i poprzedzona wieloma operacjami i procesami wyprawy. Skóry barwi się po uprzednim dogarbowaniu, natłuszczeniu, wysuszeniu i obróbce mechanicznej szlifowania. Barwienie skór roślinnych przeprowadza się kąpielowo przy użyciu barwników anionowych które mają mniejsze powinowactwo do skór roślinnych niż do skór garbowania chromowego. Dlatego zużycie barwników jest 3 krotnie większe. W celu ożywienia wybawień stosuje się dodatek barwników kationowych. Temperatura kąpieli barwiącej wynosi około 450C. Utrwalenie barwnika uzyskuje się przy pomocy kwasu mrówkowego stosując 50 100% ilości wagowych w stosunku do barwnika. 4.4.1.5. Kontrola procesu barwienia skór Końcowy efekt barwienia skór wymaga prowadzenia stałej kontroli procesu. Kontroli poddaje się kąpiel barwiącą jak również barwione skóry. Przed barwieniem należy określić stopień zobojętnienia skór. Jeśli przebarwienia skór ma być na całym przekroju to stopień zobojętnienia również powinien wykazywać całkowite ich odkwaszenie. Zakładane przebarwienie warstw zewnętrznych wymaga zobojętnienia powierzchniowego. Podczas barwienia badamy temperaturę kąpieli, stopień wyczerpania barwnika z kąpieli oraz stopień przebarwienia przekroju skór. Temperaturę kąpieli badamy za pomocą termometru kąpielowego w zakresie temperatur 00C 1000C. Ustawienie temperatury kąpieli barwiącej na wymagany zakres pozwoli na właściwy przebieg procesu. Temperatura niższa powoduje niedostateczne rozpuszczenie sproszkowanego barwnika co przedłuży czas barwienia i ilość zużytego środka. Zbyt wysoka temperatura może być przyczyną wymywania ze skóry środków dogarbowujących i tłuszczy wprowadzonych w poprzednich procesach lub wytrącania się niektórych wprowadzonych do skóry substancji wypełniających. Stopień wyczerpania barwnika z kąpieli określamy organoleptycznie pobierając próbkę kąpieli do zlewki i oceniając przezroczystość roztworu. Stopień przebarwienia skóry badamy na przekroju zwartej strukturalnie części skóry. Badanie to jest badaniem organoleptycznym i polega na określeniu jaka część skóry została przebarwiona. Badania organoleptyczne wymagają pewnego doświadczenia zawodowego. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 25 4.4.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaki jest cel barwienia skór? 2. Dla jakich asortymentów skór, barwienie jest bardzo ważnym procesem wykończalniczym? 3. Od czego zależy jakość wybarwienia skór? 4. Co to są barwniki? 5. Jaki warunek musi spełniać związek chemiczny aby był barwnikiem? 6. Jakie właściwości muszą posiadać barwniki do skór? 7. Jaki podział barwników stosowany jest w technologii wyprawy skór? 8. Co to są egalizatory? 9. Co to są utrwalacze barwników? 10. Jakie znasz podstawowe techniki barwienia skór? 11. Na czym polega kontrola procesu barwienia skór? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na podstawie przeprowadzonych prób, określ przydatność barwników do barwienia określonego asortymentu skór. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania jednostki modułowej, 2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania prób barwienia skór: przygotować aparat Wacker a /sprawdzić podłączenie urządzenia ogrzewającego/, przygotować słoje bębenki szklane, 4) przygotować wskazane przez nauczyciela próbki skór o różnym przeznaczeniu asortymentowym: ostrym nożem wykroić odpowiednie próbki ze skór, na wadze laboratoryjnej wyznaczyć masę próbek skór /wyniki zapisać w dzienniczku/, 4) przygotować według wskazań nauczyciela potrzebne chemikalia i barwnik do przeprowadzenia próby, 5) wykonać próbę zgodnie z instrukcją technologiczną, 6) po zakończeniu próby ocenić organoleptycznie wyniki barwienia skór, 7) wyniki, uwagi i wnioski zapisać w dzienniczku i przedstawić nauczycielowi, 8) uporządkować stanowisko pracy. Wyposażenie stanowiska pracy: - stół laboratoryjny ze zlewem i dostępem do ciepłej i zimnej wody, - próbki skór różnych asortymentów po procesie zobojętniania i dogarbowania, - zestaw różnych grup barwników do skór, - zestaw chemikaliów pomocniczych do barwienia skór, - waga laboratoryjna z oprzyrządowaniem, - naczyńka wagowe, - zlewki szklane 250 ml. - cylinder miarowy 500 ml., - dzienniczek. Uwaga: pamiętaj o obowiązujących zasadach bezpiecznej pracy i używaniu odzieży ochronnej. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 26 Ćwiczenie 2 Określ stopień przebarwienia skór i na podstawie dotychczas poznanych zasad technologicznych, wskaż ich przeznaczenia asortymentowe. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania tej jednostki modułowej, 2) zbadać organoleptycznie stopień przebarwienia skór na przekroju we wskazanej partii produkcyjnej lub na próbkach skór, 3) określić przeznaczenie asortymentowe badanych skór, 4) wpisać do dzienniczka swoje uwagi i spostrzeżenia, 5) w dyskusji przedstawić swoje stanowisko i umotywować je. Wyposażenie stanowiska pracy: - stół laboratoryjny, - zestaw skór lub próbek do oceny stopnia przebarwienia, - dzienniczek do zapisywania wyników, spostrzeżeń i wniosków. 4.4.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić cel barwienia skór?
2) scharakteryzować środki stosowane do barwienia skór?
3) scharakteryzować podstawowe techniki barwienia skór?
4) nazwać i scharakteryzować urządzenia stosowane do barwienia skór?
5) skontrolować proces barwienia skór?
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 27 4.5. Natłuszczanie skór 4.5.1. Materiał nauczania 4.5.1.1. Charakterystyka procesu natłuszczania skór Skóra surowa w etapie przygotowania do garbowania i w procesie garbowania traci swój tłuszcz naturalny a po wysuszeniu staje się twarda, sucha, mało giętka i skłonna do pękania w warstwie licowej. Aby nadać skórze właściwości umożliwiające po wyprawie jej przerób na wyroby użytkowe dla człowieka poddaje się ją procesowi natłuszczania, który jest praktycznie ostatnim procesem kąpielowego wykończania. Natłuszczanie skór jest procesem technologicznym wyprawy polegającym na wprowadzeniu do wnętrza skóry środków natłuszczających wywołujących w skórze działanie smarne znacznie zmniejszające tarcie między współpracującymi i ocierającymi się o siebie włókienkami skórnymi. Jednocześnie warstwa tłuszczu osadzająca się na powierzchni włókien przeciwdziała sklejaniu się ich podczas wysychania skór w procesie suszenia. Natłuszczone skóry zmieniają swoje właściwości fizyczne i chemiczne. Dzięki własnościom smarnym tłuszczu stają się elastyczne, miękkie, pulchne i ciągliwe. Wchodząc w mniej lub więcej trwałe wiązania chemiczne z białkiem kolagenu powodują wypełnienie i jak gdyby dogarbowanie skór. Natłuszczanie zwiększa odporność skór na działanie tlenu z powietrza i związki chemiczne o charakterze alkalicznym. Skóry zyskują większą wytrzymałość na rozciąganie, na przepuszczalność pary wodnej i powietrza oraz na przewodnictwo cieplne. Cechy te są szczególnie ważne przy skórach na wyroby obuwnicze, odzieżowe i rękawiczkowe. Natłuczenie skór specjalnymi środkami natłuszczającymi może zmienić ich charakter na przykład zmniejszyć nasiąkliwość lub nadać im całkowitą odporność na wodę. Skóry przygotowywane do wykończania środkami kryjącymi natłuszcza się tłuszczami zmieniającymi ich powierzchniowy charakter hydrofobowy na hydrofilowy pozwalający przyłączyć wodne apretury i farby garbarskie. 4.5.1.2. Środki stosowane do natłuszczania skór Do natłuszczania skór stosuje się różnorodne środki o skomplikowanej budowie chemicznej i różnych właściwościach. Ich zastosowanie zależy od cech skór jakie mają otrzymać w towarze gotowym. Środki te muszą odpowiadać pewnym warunkom a mianowicie: - charakteryzować się własnościami hydrofobowymi, - mieć określone powinowactwo do skóry garbowanej, - nadawać skórze garbowanej odpowiednią miękkość i ciągliwość w zależności od asortymentowego przeznaczenia, - podnosić właściwości higieniczne skóry: przepuszczalność pary wodnej i powietrza, - mieć zdolność trwałego natłuszczania w różnych warstwach przekroju poprzecznego skór. Produkty znajdujące zastosowanie do natłuszczania skór można podzielić na tłuszcze i oleje naturalne zwierzęce i roślinne, tłuszcze naturalne modyfikowane przez sulfonowanie i siarczanowanie, oleje mineralne otrzymywane z syntezy ropy naftowej, tłuszcze syntetyczne jako produkty syntezy chemicznej. Do niedawna podstawowymi tłuszczami do skór były tłuszcze naturalne. Obecnie podstawowe produkty natłuszczające to tłuszcze syntetyczne posiadające specyficzne właściwości do nadawania skórom zamierzonych cech, a produkowane przez wyspecjalizowane zakłady chemiczne. Produkty te o różnych nazwach handlowych nadawanych przez poszczególne zakłady, są tak chemicznie dobierane aby spełniały wymagania asortymentowe danego rodzaju skór. Produkty wyposażone są w składniki emulgujące tłuszcz w wodzie i umożliwiające wprowadzenie ich do skóry a także wiązanie się ze skórą. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 28 4.5.1.3. Technika natłuszczania skór Właściwości skóry wyprawionej zależą od rodzaju, ilości i odpowiedniego osadzenia się tłuszczu w skórze na które ma wpływ zastosowana metoda natłuszczania. Najczęściej stosowane emulsyjne natłuszczanie skór prowadzi się w bębnach garbarskich obrotowych w podwyższonej temperaturze. Jest to technika kąpielowego natłuszczania skór. Emulsję natłuszczającą przyrządza się z odważonej ilości preparatów tłuszczowych w ośrodku rozpraszającym jakim jest woda. Sporządzanie emulsji odbywa się zgodnie z recepturą obowiązującą w zakładzie garbarskim dla danego asortymentu skór w zbiorniku połączonym przewodem rurowym z bębnem natłuszczającym. Sporządzając emulsję kontrolujemy temperaturę i pH roztworu. Zwykle temperatura wynosi 60 750C, a odczyn emulsji jest zasadowy. Współcześnie produkowane preparaty natłuszczające nie wymagają stosowania wysokich temperatur i można je rozpuszczać bezpośrednio w kąpieli w temperaturze około 45 0C. Dokładne parametry odczytujemy z dokumentacji technologicznej gdyż mogą się różnić w różnych zakładach. Zależy to od wyposażenia technicznego zakładu, stosowanej techniki oraz środków natłuszczających i pomocniczych do natłuszczania, a przede wszystkim od właściwości półfabrykatu i wymogów dla skór w towarze gotowym. Emulsję wprowadza się ze zbiornika faski przez pustą oś do bębna natłuszczającego. W zależności od stosowanej techniki dodawanie emulsji może odbywać się porcjami lub jednorazowo. Po określonym czasie obracania skór, kontrolujemy organoleptycznie stopień wyczerpania tłuszczu z kąpieli i stopień natłuszczenia skór. Do natłuszczania skór miękkich licowych stosuje się tłuszcze odporne na działanie światła i silnie wiążące się ze skórą aby nie powodowały powstawania plam podczas operacji prasowania skór w etapie właściwego wykończania. Skóry garbowania chromowego przeznaczone na welury lub nubuki natłuszcza się dwustopniowo: wstępnie po zobojętnieniu i powtórnie po barwieniu. Ogólną zasadą natłuszczania tych skór jest równomierne osadzenie tłuszczu na przekroju skóry przy użyciu możliwie jak najmniejszej ilości tłuszczu co ma zapewnić otrzymanie oszlifowanej powierzchni skóry o suchym, krótko podciętym i matowym włóknie. Dla skór rękawiczkowych wymagana jest duża ciągliwość którą uzyskuje się używając do natłuszczania większych ilości preparatów natłuszczających przy dwukrotnym natłuszczaniu po zobojętnianiu i po barwieniu skór. Szczególnym asortymentem są skóry wodoodporne. Cechę wodoodporności uzyskuje się przez specjalne natłuszczanie skór tłuszczami o zdolności osadzania się grubą warstewką na włóknach skóry. Tłuszcz wypełnia przestrzenie międzywłókniste powodując jakby impregnację. To zaimpregnowanie warunkuje wodoodporność wyprawionej skóry. Oprócz powszechnie stosowanego natłuszczania kąpielowego znane są inne techniki natłuszczania skór. Polegają one na naprowadzaniu gęstej emulsji natłuszczającej na powierzchnię skór. Techniką w której obustronnie naciera się mokre skóry tłuszczem jest oliwienie. Technika ta używana jest do natłuszczania skór roślinnych olejem naturalnym bezpośrednio przed ich suszeniem. Zapobiega to ciemnieniu przez utlenianie powietrzem garbnika roślinnego na powierzchni skór, oraz podwyższa elastyczność warstwy licowej. Innym sposobem natłuszczania mającym zastosowanie przy natłuszczaniu skór miękkich roślinnych i skór futerkowych jest smarowanie. Polega na naprowadzaniu gęstej emulsji tłuszczowej na mizdrę wyżętych i lekko podsuszonych skór. Tłuszcz zostaje wchłonięty do wnętrza skór dosuszanych w łagodnych warunkach w miarę postępującego wysychania. Stosunkowo krótkiego czasu natłuszczania wymagają skóry przy zastosowaniu techniki bębnowego smarowania. Sposób ten polega na obracaniu wilgotnych skór w bębnie z mieszaniną tłuszczów naturalnych i gęstej emulsji tłuszczowej bez kąpieli wodnej. Podczas procesu bęben jest ogrzewany w środku strumieniem gorącego powietrza. Technika ta wymaga stosowania większych ilości tłuszczu i doprowadzenia ogrzanego powietrza. Dawniej stosowana była metoda natłuszczania skór przez napalanie. Technika ta polegała na zanurzaniu wygarbowanych i wysuszonych skór w gorącym ogrzanym do temperatury około 800C tłuszczu. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 29 4.5.1.4. Kontrola procesu natłuszczania Podstawowa kontrola procesu polega na określeniu temperatury i wartości pH kąpieli natłuszczającej. Temperaturę kąpieli oznaczamy termometrem kąpielowym, a pH przy pomocy papierka wskaznikowego. Oznaczone wartości temperatury i odczynu kąpieli porównujemy do wymagań receptury technologicznej produkowanych skór. Kontrola natłuszczenia skór polega na organoleptycznym badaniu i określeniu stopnia wyczerpania tłuszczu z kąpieli i określeniu wchłonięcia go przez skórę na podstawie badania mizdry i lica skór dotykiem. Próbka kąpieli pobrana do zlewki wskazująca mleczne zmętnienie lub zawiesinę oznacza niedostateczne wyczerpanie tłuszczu. Przesuwając ręką po powierzchni lica lub mizdry skór, nie powinno się wyczuwać tłustego chwytu skóry. Tłusty dotyk świadczy o osadzeniu się tłuszczu na zewnątrz a nie wniknięciu do środka skóry. Skóra po wyprawieniu zawierająca zbyt małe ilości tłuszczu związanego we wnętrzu skóry, jest sztywna, płaska i mało ciągliwa. Wykazuje ponadto niedostateczną odporność na działanie wody. Osadzenie się tłuszczu na zewnątrz lica i mizdry powoduje tworzenie się plam tłuszczowych, trudności albo niemożliwość nakładania apretur i farb kryjących na lico skór. 4.5.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1) Jaki jest cel natłuszczania skór? 2) Czym charakteryzują się środki do natłuszczania skór? 3) Co to są tłuszcze naturalne? 4) Co to są związki hydrofobowe i hydrofilowe? 5) Co to jest emulsja tłuszczowa? 6) Jakie techniki są stosowane do natłuszczania skór? 7) Jakie wady mogą wystąpić przy niewłaściwie prowadzonym procesie natłuszczania skór? 8) Czy wady procesu natłuszczania mają wpływ na skóry w towarze gotowym? 4.5.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 /Ćwiczenie będzie przeprowadzone w warsztatach szkolnych lub w zakładzie garbarskim/. Przy pomocy przyrządów pomiarowych i badania organoleptycznego zbadaj temperaturę i pH kąpieli natłuszczającej oraz określ stopień wyczerpania tłuszczu. Sposób wykonania ćwiczenia: - pobranie próbki kąpieli natłuszczającej z bębna, - oznaczenie temperatury kąpieli, - oznaczenie pH kąpieli, - określenie wyczerpania tłuszczu z kąpieli. Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania jednostki modułowej, 2) zapoznać się z dokumentacją technologiczną wyprawy skór dotyczącą procesu kąpielowego wykończania, 3) przygotować przyrządy pomiarowe i naczynia potrzebne do wykonania kontroli procesu, 4) przeprowadzić kontrolę procesu, 5) porównać otrzymane wyniki z parametrami receptury technologicznej, 6) wyniki, spostrzeżenia i wnioski wpisać do dzienniczka. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 30 Wyposażenie stanowiska pracy: - zlewki laboratoryjne, - termometr kąpielowy, - papierki wskaznikowe. Uwaga: W czasie wykonywania ćwiczenia pamiętaj o zachowaniu zasad bezpiecznej pracy i używaniu stroju ochronnego. Ćwiczenie 2 Badanie wpływu natłuszczania na właściwości mechaniczne skór różnych asortymentów. Sposób wykonania ćwiczenia: - przygotować próbki z różnych asortymentów skór przed i po procesie natłuszczania, - wszystkie próbki wysuszyć, - porównać właściwości mechaniczne skór: miękkość, pulchność, ciągliwość, nasiąkliwość i przepuszczalność wody. Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z materiałem nauczania tej jednostki modułowej, 2) wykroić i przygotować próbki skór z półfabrykatów przed procesem natłuszczania, 3) wykroić i przygotować próbki skór z tych samych półfabrykatów skór po natłuszczaniu, 4) wysuszyć przygotowane próbki skór /suszenie przeprowadz w warunkach łagodnych aby zbyt wysoka temperatura nie spowodowała wypłynięcia tłuszczu świeżo wprowadzonego do skóry/, 5) porównać właściwości skór po wysuszeniu, 6) zanotować wyniki obserwacji oraz swoje spostrzeżenia i wnioski w dzienniczku. Wyposażenie stanowiska pracy: - stół laboratoryjny, - nóż do wycinania próbek, - suszarka laboratoryjna. 4.5.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić cel natłuszczania skór?
2) dokonać podziału i scharakteryzować środki stosowane do natłuszczania skór?
3) scharakteryzować podstawowe techniki natłuszczania skór?
4) scharakteryzować wady skór niewłaściwie prowadzonego procesu natłuszczania?
5) skontrolować proces natłuszczania skór?
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 31 4.6. Odwodnienie i wygładzanie skór 4.6.1. Materiał nauczania Omówione dotychczas procesy a mianowicie: dogarbowanie, barwienie i natłuszczanie skór są procesami wykończania które prowadzi się w kąpielach wodnych. Dalsze wykończanie tak zwane właściwe prowadzone jest na skórach wysuszonych i po odpowiedniej obróbce mechanicznej. Skóry po garbowaniu i wykończaniu kąpielowym mają charakterystyczne dla ciała zwierzęcia z jakiego pochodzą zagięcia i pofałdowania. Niekiedy są one dość głębokie w postaci jarzm i zmarszczek. Bardzo często na skórach obserwuje się zagięcia powstałe podczas obróbek lub składowania. W wyprawie dąży się do jak najdokładniejszego rozprostowania i wygładzenia powierzchni skór. Zabiegi te muszą odbywać się przed wysuszeniem, czyli w stanie wilgotnym. Podczas wysychania wszystkie nierówności i pofałdowania utrwalają się i usunięcie ich po wysuszaniu skór jest niemożliwe. Wyrównanie i wygładzenie skór na całej ich powierzchni jest warunkiem właściwego wykończenia przy zastosowaniu nowoczesnych maszyn i urządzeń a co najważniejsze uzyskania towaru o wyższej jakości. Operację wyrównania i wygładzenia powierzchni skór przeprowadza się maszynowo. Służą do tego maszyny wygładzarki. Rys. 4 Schemat działania wygładzarki walcowej do skór [2,s.169] 1 walec nożowy rozprostowujący 2 walec podający 3 wałek dociskowy dolny 4 wałek dociskowy górny 5 obrabiana skóra Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 32 Rys. 5 Schemat działania wygładzarki bębnowej do skór [2, s. 169] 1 wał nożowy 2 bęben roboczy 3 szczęka dociskająca i przytrzymująca skórę 4 sprężyna zamykająca 5 mechanizm dzwigniowy 6 siłownik hydrauliczny docisku noża 7 obrabiana skóra Wygładzarki są maszynami walcowymi, w których głównym elementem roboczym jest walec nożowy z nawiniętymi spiralnie i dośrodkowo tępymi nożami. Noże wykonane są z materiałów nierdzewnych: mosiądzu brązu lub stali nierdzewnej. Ostrze noży jest zaokrąglone i dobrze wygładzone. Przesuwając się po powierzchni skóry przy odpowiednio nastawionym docisku powodują rozciągnięcie i rozprostowanie nierówności na skórze. Do wygładzania skór miękkich stosuje się wygładzarki walcowe w których elementem podającym i dociskowym jest walec otoczony powłoką gumową. Do wygładzania skór grubych, twardych na przykład podpodeszwowych lub skór technicznych mają zastosowanie wygładzarki bębnowe. Obrabiana skóra rozłożona jest na metalowym bębnie obitym gumową lub skórzaną podkładką i przytrzymywana szczęką dociskową na brzegu bębna. Bęben wykonuje ruchy wahadłowe poddając obrabianą skórę pod działanie wału nożowego który rozprostowuje nierówności powierzchni skór. Wygładzanie maszynowe skór ma na celu: a) wygładzenie powierzchni i rozprostowanie skóry przez co zwiększa się też powierzchnia skór, b) wygładzenie lica przez usunięcie załamań, jarzm i zagnieceń, c) poprawę właściwości mechanicznych skór. Skóry przed operacją wygładzania muszą być doprowadzone do stanu odpowiedniego nawilżenia to znaczy usunięcia nadmiaru wilgoci znajdującej się w skórach po procesach kąpielowych. Wilgotność skór powinna wynosić w granicach 40 %. Skóry zbyt mokre dość łatwo poddają się rozprostowaniu maszynowemu ale szybko powracają do stanu przed operacją. Odwodnienie skór zbyt mocne wymaga użycia do wygładzania większych sił co może powodować uszkodzenia mechaniczne warstwy licowej. Doprowadzenie skór do odpowiedniego stanu nawilżenia odbywa się przez: - odsączenie wody ze skór po wyjęciu ich z ostatniej kąpieli technologicznej i rozłożeniu na boczkach garbarskich do obcieknięcia, Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 33 - wyciśnięcie ze skór nadmiaru wody przez maszynowe wyżymanie na wyżymarkach. W skórach rozłożonych na boczkach do obcieknięcia zachodzą też procesy wiązania się i utrwalania środków wykończalniczych wprowadzonych do skór w czasie kąpielowego wykończania. Z mechanicznym wyżymaniem skór zapoznałeś się realizując program jednostki modułowej Przygotowanie skór wygarbowanych do procesów wykończania -744[03].Z1.)03. Skóry dobrze wygładzone i rozprostowane powinny mieć równe, gładkie lico a całą powierzchnie bez zagnieceń i fałd oraz bez śladów oddziaływania na skórę urządzeń mechanicznych w postaci obtarć, zadrapań, pęknięć i rozerwań. Tak przygotowany półfabrykat przekazywany jest do następnego procesu technologicznego którym jest suszenia skór. 4.6.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Co to jest wygładzanie i rozprostowanie skór? 2. Jaki rodzaj pofałdowań i nierówności może występować na licu skóry? 3. Jak należy przygotować skóry do operacji wygładzania? 4. Jakie maszyny lub urządzenia stosuje się do odwodnienia skór przed wygładzaniem? 5. Jakie maszyny stosuje się do wygładzania skór? 6. Czym należy się kierować przy doborze maszyn do wygładzania skór? 7. Jakie wady i uszkodzenia mogą powstać podczas operacji wygładzania skór? 8. Czym charakteryzują się skóry po procesie wygładzania? 4.6.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 /Ćwiczenie będzie wykonywane w warunkach produkcyjnych w warsztatach szkolnych lub zakładzie garbarskim/. Rozpoznawanie i rozróżnianie na skórach wad w postaci załamań i nierówności po procesach kąpielowego wykończania. Sposób wykonania ćwiczenia: - na stole sortowniczym kolejno rozkładaj skóry po operacji wyżymania, - dokonaj dokładnych oględzin obu powierzchni skór /lica i mizdry/, - wskaż, nazwij i scharakteryzuj wady skór w postaci fałd, załamań, zagnieceń i jarzm. Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania tej jednostki modułowej, 2) zapoznać się z normami przedmiotowymi dotyczącymi wad i uszkodzeń skór i półfabrykatów skórzanych, 3) przygotować stanowisko pracy ze stołem sortowniczym, 4) kolejno rozkładać skóry na stole sortowniczym i dokonywać oględzin skór, 5) rozpoznawać i scharakteryzować wady i uszkodzenia skór na obu powierzchniach: licowej i mizdrowej, 6) określać, które z wad można usunąć w operacji wygładzania skór, 7) wnioski i spostrzeżenia zapisać do dzienniczka. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 34 Wyposażenie stanowiska pracy: - boczki garbarskie do układania skór, - stół sortowniczy, - skóry w półfabrykacie po operacji wyżymania. 4.6.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić znaczenie wykonywania operacji wygładzania skór po procesach kąpielowego wykończania?
2) wskazać i scharakteryzować wady i uszkodzenia skór w postaci fałd, załamań, zagnieceń i jarzm?
3) określić sposób przygotowania skór do operacji wygładzania?
4) wskazać i wyjaśnić działanie maszyn do operacji wygładzania skór?
Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 35 5. SPRAWDZIAN OSIGNIĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych. 4. Test zawiera 20 pytań o różnym stopniu trudności. Są to pytania: otwarte, z luką i wielokrotnego wyboru. 5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce znak X lub wpisując prawidłową odpowiedz. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedz prawidłową. 6. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część poziom podstawowy, II część - poziom ponadpodstawowy. 7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na pózniej i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. 9. Na rozwiązanie testu masz 90 min. Powodzenia ZESTAW ZADAC TESTOWYCH I część 1. Dogarbowanie, barwienie i natłuszczanie skór to procesy: a) chemicznego przygotowania skór do garbowania, b) mechanicznej obróbki skór po garbowaniu, c) końcowego wykończania właściwego, d) wstępnego wykończania kąpielowego. 2. Wykończanie kąpielowe skór to operacje & & & & & & & & & przygotowania do wykończenia właściwego. Nazwa pochodzi stąd, że prowadzone są w & & & & & & & wodnych roztworów środków dogarbowujących, barwiących i natłuszczających. Podstawowym urządzeniem stosowanym do tych procesów jest & & & & & & ..garbarski. 3. Wskaż, który z procesów wykończania kąpielowego skór nadaje im miękkość i elastyczność: a) zobojętnianie, b) dogarbowanie, c) natłuszczanie, d) barwienie. 4. Urządzenie, w którym prowadzi się procesy kąpielowego wykończania skór, to: a) dół garbarski, b) wyżymarka, c) bęben garbarski, d) kłoda garbarska. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 36 5. Wskaż, która z wymienionych operacji nie jest chemiczną obróbką skór: a) zobojętnianie, b) dogarbowanie, c) natłuszczanie, d) wygładzanie. 6. Celem dogarbowania skór produkowanych na wierzchy obuwia jest: a) rozluznienie struktury włóknistej skór, b) wypełnienie i uściślenie struktury włóknistej skór, c) zwiększenie masy skór, d) usztywnienie skór w całej objętości. 7. Barwienie skór o delikatnej i cienkiej tkance skórnej przeprowadza się w: a) wirówce, b) cytroku, c) bębnie trociniaku, d) bębnie namokowym. 8. Barwienie skór metodą na wskroś polega na: a) przebarwieniu samego lica skór, b) przebarwieniu jedynie mizdry, c) przebarwieniu zewnętrznych warstw skóry, d) przebarwieniu całego przekroju skóry. 9. Agregaty pralnicze stosowane są w garbarni do: a) płukania skór przed zobojętnianiem, b) kąpielowego barwienia skór, c) nawilżania skór po garbowaniu i obcieknięciu, d) prania lica i mizdry skór podeszwowych. 10. Napalanie to technika: a) natłuszczania skór, b) barwienia skór na kolory ciemne, c) dogarbowania skór garbnikami roślinnymi, d) odkwaszania skór w wysokiej temperaturze. 11. Przygotowanie skór do operacji maszynowego wygładzania polega na: a) wyżymaniu skór, b) całkowitym wysuszeniu skór, c) wypłukaniu i rozmoczeniu skór, d) zdwojeniu i ostruganiu skór. II część 12. Zobojętnianie skór chromowych po garbowaniu jest procesem przygotowania do: a) mechanicznych procesów przed wykończaniem właściwym, b) chemicznych procesów wykończenia kąpielowego, c) suszenia w suszarniach próżniowych, d) wykończania na nubuk i welur. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 37 13. Celem zobojętniania skór chromowych jest: a) odkwaszenie skór po procesie garbowania, b) utrwalenie barwnika po barwieniu kąpielowym, c) wypłukanie nadmiaru garbnika po dogarbowaniu, d) zemulgowanie tłuszczu naturalnego w skórze. 14. Prawidłowość przebiegu procesu zobojętniania skór garbowanych chromowo sprawdza się wskaznikiem zielenią bromokrezolowa przez wkroplenie wskaznika: a) do kąpieli zobojętniającej, b) na lico skóry, c) na mizdrę skóry, d) na przekrój skóry. 19. Kontrola prawidłowo przeprowadzonego procesu natłuszczania skór wykazuje: a) śliskie i tłuste w dotyku lico skór, b) roztwór kąpieli mętny o mlecznym zabarwieniu, c) tłusta w dotyku i mażąca się mizdra, d) przezroczysta kąpiel i lekko śliski dotyk lica skór. 20. Podstawowym elementem roboczym maszyny do wygładzania skór jest: a) wał nożowy z ostrymi nożami spiralnymi, b) wał nożowy z gładkimi nożami spiralnymi, c) wał nożowy z poprzecznymi nożami gładkimi, d) wał roboczy gładki wypolerowany. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 38 KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko.......................................................................................... Wykończanie kąpielowe skór o różnym przeznaczeniu Zakreśl poprawną odpowiedz, wpisz brakujące części zdania lub wykonaj rysunek. Nr Odpowiedz Punkty zadania 1 a b c d 2 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 16 17 a b c d 18 19 a b c d 20 a b c d Razem: Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 39 6. LITERATURA 1. Lasek W. : Wykończalnictwo skór miękkich. WN-T, Warszawa 1984 2. Maleńczak J., Ćujon J.: Maszyny i urządzenia garbarskie. Skrypt uczelniany. WSI, Radom 1981 3. Michalec T.: Technologia garbarstwa i futrzarstwa ćwiczenia laboratoryjne. WSI, Radom skrypt nr 7 1996 r. 4. Persz T.: Materiałoznawstwo dla zasadniczych szkół skórzanych. WSiP 1997 5. Persz T.: Technologia wyprawy skór cz. I Garbowanie. WSiP 1986 6. Persz T.: Technologia wyprawy skór cz. II Wykończanie. WSiP 1985 7. Polskie Normy wybór 8. Praca zbiorowa: Vademecum garbarza. ITE, Radom 1996 9. Praca zbiorowa: Encyklopedia techniki przemysł lekki . WNT, Warszawa 1986 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego 40