E‑book – Maszyny i urządzenia do wykańczania właściwego skór
Spis treści
1. Wstęp1. Wstęp
2. Czynności wstępne wykończenia i wykończenie kąpielowe2. Czynności wstępne wykończenia i wykończenie kąpielowe
3. Wykończenie właściwe – proces i rodzaje3. Wykończenie właściwe – proces i rodzaje
4. Wykończenie właściwe – maszyny i urządzenia4. Wykończenie właściwe – maszyny i urządzenia
5. Bibliografia5. Bibliografia
6. Powiązane materiały multimedialne6. Powiązane materiały multimedialne
1. Wstęp
Wykańczanie właściwe skór to tylko jeden z wielu etapów ich produkcji. W czasie wyprawy skór wyodrębnia się trzy główne fazy:
czynności przygotowawcze do garbowania - dział mokry,
garbowanie właściwe - oddział garbowania,
wykończenie skóry wygarbowanej - oddział wykańczalni.
Wykończenie skóry to ostateczny etap jej obróbki, który zmienia wygląd powierzchni skóry i wpływa na jej właściwości. Dzięki wykończeniu skóra staje się bardziej odporna na przebarwienia czy procesy mechaniczne. Rodzaj wykończenia skóry zależy od jej rodzaju, zastosowanej metody garbowania oraz od funkcji, jaką ma spełniać gotowa, wyprawiona skóra. Ta przeznaczona na odzież będzie poddana nieco innej obróbce niż skóra tapicerska. Czynności wykończeniowe takie jak lakierowanie lub barwienie będą zastosowane np. do torebek, laminowanie zaś – do innych akcesoriów.
Proces wykończenia skór składa się z trzech etapów:
czynności wstępne wykończenia – czyli procesy w garbarni właściwej, obejmują obróbkę mechaniczną skóry oraz niektóre procesy chemiczne; zaliczamy do nich dwojenie, wyżymanie, struganie, wymywanie i bielenie skór, zobojętnianie;
wykończenie kąpielowe – obejmuje takie procesy chemiczne jak barwienie, dogarbowanie oraz napełnianie skór, tłuszczenie, impregnacja, suszenie i klimatyzacja;
wykończenie właściwe – tak nazywamy grupę procesów chemicznych i obróbki mechanicznej skór, których celem jest nadanie jej właściwości i parametrów potrzebnych w efekcie końcowym dla skór gotowych; zaliczamy tu czynności takie jak apreturowanie, barwienie, lakierowanie i laminowanie.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
2. Czynności wstępne wykończenia i wykończenie kąpielowe
Wstępne czynności mechaniczne obejmują obróbkę maszynową, mającą na celu odwodnienie skór garbowanych (wyżymanie) oraz otwarcie tkanki skórnej od strony mizdrowej i wyrównanie grubości skóry na całej jej powierzchni. Dzięki wyżymaniu odwadnia się tkankę skóry garbowanej do poziomu ok 45‑55%. Dzięki temu możliwa jest dalsza obróbka skóry.
Do tego procesu służy wyżymarka walcowa przelotowa, czyli maszyna stosowana do usuwania nadmiaru wody ze skór. Wyposażona jest w jedną, dwie lub nawet trzy strefy robocze, w których obracające się wały pod ciśnieniem wyciskają wodę ze skór.
1 – górny walec wyżymający, 2 – dolny walec wyżymający, 3, 4 – rękawy z filcu, 5 – ogumowany walec dociskający, 6 – tępy walec nożowy.
Kolejną czynnością jest dwojenie. Urządzeniem do tego przeznaczonym są dwojarki, które służą do obróbki mechanicznej, mającej na celu usunięcie resztek tkanki mięsnej od tkanki skórnej (mizdry) oraz wyrównanie lub pocienienie i wyrównanie grubości skóry na całej powierzchni. Dwojenie można przeprowadzić w oddziale mokrym lub po garbowaniu (najczęściej). W czasie procesu dwojenia uzyskuje się skórę licową o żądanej grubości oraz dwoinę mizdrową.
Główną częścią dwojarki jest ostry nóż taśmowy, który wprowadzają w ruch dwa koła napędowe. Zespół walców przesuwa skórę w kierunku noża taśmowego, a z drugiej strony maszyny skórę wyciąga się ręcznie. W maszynie można ustawić dowolną grubość skóry dwojonej. Krytyczna granica dwojenia, od której obserwuje się wyraźny spadek wskaźnika wytrzymałości na rozciąganie, to dwojenie do 40 -50% pierwotnej grubości skóry.
Grubość skóry wyrównuje się w procesie strugania, do którego służy strugarka walcowa, czyli maszyna walcowa wąska lub szeroka. Zbędna substancja skórna zostaje zdjęta w formie strużyn przez zestruganie jej wałem o ostrych spiralnych nożach.
1 - skóra, 2 - wałek dociskający, 3 - walec nożowy, 4 - tarcza szlifierska, 5 - silnik napędzający tarczę szlifierską, 6 - osadzenie tarczy szlifierskiej i silnika
Walec podający doprowadza skórę do szybko obracającego się walca nożnego, a uciśnięty nogą pedał powoduje dosunięcie walca dociskającego wraz ze skórą do mijających się noży na odległość, która odpowiada grubości wymaganej dla danej skóry.
Do kolejnych czynności należą płukanie i rozmaczanie skór – przeprowadza się je w bębnach obrotowych.
Płukanie jest procesem wymywania wodą mokrych skór garbowanych. Celem płukania jest usunięcie z tkanki skóry garbowanej niezwiązanych z nią składników rozpuszczalnych w wodzie.
Rozmaczanie jest procesem nawodnienia tkanki skórnej. Jego celem jest uzyskanie stanu charakterystycznego dla skór zaraz po wygarbowaniu, przywrócenie im pierwotnego nawodnienia.
Kolejną fazą jest bielenie skór, którego celem jest wyrównanie i rozjaśnienie naturalnej barwy skór garbowanych. Bielenie odbywa się w bębnach rotacyjnych. Są to cylindryczne zbiorniki z otworem załadowczym, wykonane z drewna, metalu lub tworzywa, ustawione poziomo, wyposażone w osprzęt i mechanizm napędowy, ktory wprawia go w ruch obrotowy dookoła zwykle wydrążonych osi, przez które możliwe jest dawkowanie roztworów i ich podgrzewanie w czasie pracy bębna. Bębny służą do przeprowadzania kąpielowych procesów chemicznych wyprawy i płukania skór, jak również do operacji bezkąpielowych, np. międlenia skór.
Następnie stosuje się zobojętnianie skór chromowych, które jest procesem chemicznej obróbki mokrych skór garbowania chromowego, przeprowadzanym w bębnach. Do zobojętniania stosuje się m.in. sole metali alkalicznych lub związków kompleksujących. Zobojętniania dokonuje się przez obracanie skór w bębnie w temperaturze wody 30‑35°C. Do bębna dodaje się wąskim strumieniem roztwór wodny zawierający określoną ilość środka zobojętniającego. Czas zobojętniania zależy od grubości skór i zwartości ich tkanki, z reguły trwa ok. 30‑60 minut.
Zobojętnienie ma na celu obniżenie kwasowości skóry garbowanej, a także prowadzi do maskowania garbnika mineralnego związanego z kolagenem skóry.
Po czynnościach wstępnego wykończenia następuje wykończenie kąpielowe, w którym stosuje się między innymi garbniki roślinne, syntany, garbniki żywicowe, mineralne, aldehyd glutanowy. Przeprowadza się je przy współczynniku K=0,5‑2,5 w temperaturze od 30‑40Indeks górny ooC w bębnach obrotowych. Są to urządzenia w kształcie walca, służące do przeprowadzania procesów chemicznych w kąpielach wodnych bądź do płukania wodą skór surowych lub półproduktów.
Dogarbowanie i napełnianie skór wywierają zdecydowany wpływ na ostateczny efekt ich wyprawy. Jest to jeden z etapów wykończenia skóry, przygotowujący materiał do wykończenia właściwego. Procesy dogarbowania w napełniania skór mają na celu maksymalne wypełnienie skór, co umożliwia osiągnięcie zwartości lica.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
3. Wykończenie właściwe – proces i rodzaje
Przed rozpoczęciem wykończenia właściwego należy przygotować powierzchnię skóry wykonując następujące czynności:
zmiękczanie tkanki skórnej – zmiękczania dokonuje się w maszynie młoteczkowej w celu łatwiejszego poddania jej właściwemu wykończeniu;
wyrównanie obrzeży skóry – polega na ścieraniu papierem ściernym krawędzi skóry, w międzyczasie obrzeża można zwilżyć i ponownie zetrzeć papierem; następnie przy użyciu wood slickera poleruje się krawędź skóry;
wygładzenie i wyrównanie powierzchni skóry – polega na usunięciu z powierzchni skóry ewentualnych nierówności, co ma ułatwić jej wykończenie;
szlifowanie skóry – polega na szlifowaniu lub zeszlifowywaniu powierzchni skóry (strony licowej) lub mizdry (strony odwrotnej) papierem ściernym umieszczonym na wirującym wałku; celem tej czynności jest uzyskanie jednolitego efektu optycznego materiału.
Przez wykończenie właściwe skór licowych rozumiemy naniesienie cienkiej powłoki ochronnej na powierzchnię lica skóry, która została uprzednio wysuszona. Celem tego działania jest podwyższenie jej własności użytkowych. Oprócz tego wykończenie ma za zadanie uodpornienie skóry na wilgoć, kurz, błoto, brud, ponadto zamaskowanie plam i drobnych uszkodzeń warstwy licowej. Wykończenie skóry stanowi uszlachetnienie jej powierzchni.
Istnieją różne metody wykańczania skór licowych. Dzielimy je następująco:
Ze względu na rodzaj stosowanych środków wiążących:
wykończenie kazeinowe – za pomocą farb kazeinowych, inaczej białkowych; farby te uzyskuje się z mleka; efektem ich zastosowania jest naturalny deseń lica skóry, ale powłoka jest mało odporna na wodę;
wykończenie plastikowe – za pomocą farb plastikowych, czyli lateksów żywic syntetycznych; ten sposób wykończenia stosowany jest przede wszystkim do wykończania skór z poprawionym licem; w tym przypadku lico delikatnie szlifuje się, a następnie nanosi się kilka warstw powłoki kryjącej;
wykończenie kolodionowe – za pomocą farb kolodionowych, czyli nitrocelulozowych, które tworzą stosunkowo grubą powłokę; takie wykończenie zapewnia sztywność skóry, ale małą odporność na wodę i słabą przepuszczalność powietrza;
wykończenie poliuretanowe – za pomocą farb poliuretanowych, czyli lakierowanych; tego typu wykończenie zapewnia ochronę przed wodą, ale małą odporność na zagięcia; powłoka wykończona w ten sposób jest lekko lepka.
Ze względu na stopień przezroczystości powłoki wykończalniczej:
wykończenie anilinowe – tak nazywa się skórę naturalną bez wykończenia; zaletą skór anilinowych jest wrażenie ciepłego dotyku i naturalności; wadą zaś podatność za zabrudzenia i zaplamienia;
wykończenie półanilinowe – skóra z bardzo cienką warstwą wykończenia nazywa się semi‑aniliną;
wykończenie kryjące – uzyskuje się je poprzez nałożenie warstwy powłoki kryjącej, apretury lub zestawu kryjącego; dotyczy to zwłaszcza skór miękkich.
Ze względu na stosowaną technikę wykończenia:
wykończenie przez nabłyszczanie – skórę nabłyszcza się za pomocą wosku lub oleju, co opóźnia patynowanie skóry;
wykończenie przez laminowanie – polega na pokryciu skóry foliami PU i PVC; zapewnia to wodoodporność, odporność na ścieranie i elastyczność oraz łatwość i wygodę konserwacji; laminuje się skóry licowe, dwoiny i troiny, które potem znajdują zastosowanie w branży obuwniczej, kaletniczej i tapicerskiej;
wykończenie przez lakierowanie – polega na kryciu powierzchni skór lakierem dającym lustrzaną powłokę; jej głównym składnikiem jest żywica poliuretanowa; podstawową wadą tego sposobu wykończenia jest mała trwałość na wielokrotne zginanie;
wykończenie przez drukowanie – jest to nakładanie na skórę np. sitodruku;
wykończenie przez nalewanie – nanoszenie pewnej ilości środka wykańczającego;
wykończenie przez powlekanie pastami polimerowymi – to nakładanie preparatu do ochrony i nabłyszczania, stosuje się go na różne powierzchnie.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
4. Wykończenie właściwe – maszyny i urządzenia
Do wykończenia właściwego stosuje się wiele różnych narzędzi. Jednym z nich są szlifierki pneumatyczne, czyli maszyny stosowane do szlifowania, a więc ścierania lica skóry. Celem tego zabiegu jest przygotowanie powierzchni skóry do nałożenia warstwy wykończalniczej. Do szlifowania skór stosuje się szlifierki bębnowe z bębnem owiniętym papierem ściernym o uziarnieniu uzależnionym od wykończenia skóry. Uziarnienie to może wynosić od 24 (grube) do 600 (bardzo drobne). Szlifierki stosuje się w produkcji welurów, nubuków lub boksów z poprawionym licem, a także skór, których mizdra musi mieć krótkie i równe włókno.
1 – papier ścierny, 2 – szczotki odpylające, 3 – walec przesuwny podający.
Podczas szlifowania boksów z poprawionym licem należy zachować kilka podstawowych zasad:
należy zachowywać warsty powłoki na skórze: od najbardziej miękkiej i przyczepnej warstwy podkładowej do twardej, ale i odpornej warstwy zewnętrznej,
powłoka kryjąca powinna być jak najcieńsza, co zapewni jej wytrzymałość na zginanie oraz odporność na niskie temperatury,
w zestawach wykończalniczych powinny być stosowane odpowiednie plastykowe środki wiążące: lateksy podkładowe w warstwach podkładowych, szieletowe w środkowej i zewnętrznej, połyskowe w zewnętrznej.
W wyniku procesu szlifowania na powierzchni skóry pozostaje pył, który należy usunąć. Stosuje się w tym celu maszyny odpylające skóry walcami szczotkowymi lub pneumatyczne odpylarki przelotowe, które usuwają zbędny pył za pomocą sprężonego powietrza.
1 - skóra odpylona, 2 - doprowadzanie sprężonego powietrza, 3 - odprowadzenie powietrza z pyłem na filtry, 4 - przenośnik taśmowy, 5 - szczotka czyszcząca.
Większość skór licowych jest wykończona sposobem kombinowanym, przy wykorzystaniu wielu różnych środków wykończalniczych i łączeniu różnych technik wykończeniowych.
Skóra poddawana wykańczaniu powinna być wysuszona i mieć uściślone lico. Uściślenie lica to proces polegający na dogarbowaniu lub napełnianiu skór. Jego celem jest poprawienie lica skóry, wyrównanie jego struktury oraz zagęszczenie i uszczelnienie warstwy licowej.
Stosuje się do tego lateksy podkładowe wykańczające rozcieńczone uprzednio wodą, które zawierają dodatek penetratora. Zestaw uściślający nanosi się jedynie na powierzchnię lica metodą natrysku powierzchniowego. Po wysuszeniu skóry utrwala się uściślenie lica poprzez polerowanie papierem ściernym o bardzo drobnym ziarnie.
Na tak przygotowaną skórę naprowadza się zestawy wykończalnicze. Są to przygotowane w odpowiedni sposób mieszanki farb, lakierów, emulsji, środków wiążących. Mają one również chronić powierzchnię skóry przed wilgocią, kurzem, błotem itp. Wyróżnia się różne rodzaje powłok wykończalniczych, np. kazeinowe, plastikowe, poliuretanowe, kolodionowe itp.
W pierwszej kolejności nakłada się zestaw podkładowy poprzez intensywny, dwukrotny natrysk za pomocą pistoletu natryskowego. Następnie skóry są suszone i prasowane na prasie hydraulicznej.
1 - wylot apretury, 2 - iglica, 3 - kanały, 4 - otwory, 5 - strumień rozpylonej apretury, 6 - kanały odprowadzające powietrze.
Pistolet natryskowy bezpowietrzny - to przyrząd stosowany do natryskiwania na powierzchnię skóry apretur, barwników, farb kryjących i innych roztworów wykończalniczych. Rozpylenie środka wykończalniczego następuje w wyniku bardzo szybkiego przepływu cieczy pod dużym ciśnieniem przez specjalną dyszę o małej średnicy.
Wykończenie skór miękkich polega na wielokrotnym pokrywaniu powierzchni lica apreturami lub zestawami kryjącymi.
Zestawy kryjące służą do wytworzenia powłoki, która nadaje lub wyrównuje barwę skóry i tuszuje naturalne uszkodzenia lica.
Apretury służą do wytworzenia cienkiej powłoki ochronnej, która również wyrównuje barwę skóry. Drugim głównym składnikiem apretur i zestawów kryjących jest środek wiążący o własnościach błonotwórczych. Funkcję środka wiążącego spełniają polimery organiczne lub syntetyczne. Środek wiążący musi wykazywać przyczepność do skóry, dzięki czemu zapewnia trwałe związanie powłoki wykończalniczej z podłożem oraz wysoką odporność w warunkach użytkowania.
Powłoka wykończalnicza musi wykazywać wysoką adhezję (przyczepność) do podłoża i musi być odporna na wielokrotne zginanie i rozciąganie, a podatna na przepuklanie. Natomiast zewnętrzne wartwy muszą być na tyle twarde, by wytrzymywać tarcie na sucho i na mokro, oraz wszelkie zadrapania. Dlatego należy zachować następujące zasady jej budowy:
Zasada warstwowej budowy powłoki, w ramach której poszczególne warstwy to:
międzywarstwa barwna – ma na celu wybarwienie powierzchni lica;
uściślająca – powoduje zagęszczenie struktury skóry od lica;
podkładowa – decyduje o ścisłości lica, o przyczepności powłoki i jej wytrzymałości na wielokrotne zginanie;
szkieletowa – środkowa warstwa kryjąca, ma na celu wyrównanie koloru i połysku i wpływa na wielkość podstawowych wskaźników fizycznych;
połyskowa – zewnętrzna warstwa określająca odporność wykończenia na tarcie na sucho i na mokro oraz ułatwiająca pielęgnację wyrobów, np. obuwia.
Zasada pokrywania lica zestawami w sposób umożliwiający położenie jak najcieńszej powłoki wykończalniczej.
Zasada określonej współzależności między wielkościami sił adhezji powłoki do skóry i kohezji tej powłoki. Gdy siły kohezji powłoki są wyższe od siły adhezji, z chwilą jej uszkodzenia występuje negatywne zjawisko złuszczania się tej powłoki. Natomiast zbyt niskie wartości kohezji są powodem jej pękania przy próbie zginania skóry na cztery części lub przy przepuklaniu skóry.
1 - zbiornik, 2 - pompy dozujące, 3 - dysza do mieszania, 4 - nakładanie skóry, 5 - suszenie, 6 - podłoże pomocnicze
Do wykończenia właściwego stosuje się różne maszyny i urządzenia. Poza pistoletem natryskowym i prasą hydrauliczną są to:
agregat do apreturowania – służy do wytwarzania powłoki wykańczalniczej,
agregat natryskowo‑suszarniczy – wytwarza powłokę za pomocą mechanizmu natrysku,
maszyna do drukowania skór – służy do drukowania wykończeń na skórze,
nalewarka – służy do wytworzenia równomiernie rozłożonej, cienkiej warstwy wykończeniowej na powierzchni skóry,
urządzenie do nakładania folii – urządzenie służące uzyskaniu połysku na skórze poprzez nałożenie warstwy błyszczącej folii na powierzchnię.
Poniżej przedstawiono schematy urządzeń, które są stosowane w procesie wykończenia właściwego skór.
1 - szczotki nacierające, pluszowe, 2 - przenośnik zasilający, strunowy, 3 - impulsowe urządzenia do odczytu kształtu skóry, 4 - pistolety natryskowe, 5 - zbiornik apretury, 6 - urządzenia do przemywania, 7 - system rozcierania apretury, 8 - przenośnik nośny, 9 - silnik.
1 - wały drukujące, 2 - zwrotnica obrotowa wałków drukujących, 3 - stół do wprowadzania skóry, 4 - wał podkładowy ogumowany, 5 - transporter pasowy pokryty sylikonem, 6 - wał napędowy, 7 - pneumatyczny system zbierania nadmiaru apretury, 8 - strefa sterowania pasem (naciągu), 9 - grzebień zgarniający nadmiar apretury, 10 - wentylator (zasysanie powietrza), 11 - ruchoma osłona, 12 - taśma rozcierająca, 13 - szczotka czyszcząca.
1 - przenośnik zasilający, 2 - skóra, 3 - zbiornik - koryto, do którego spływa nadmiar apretury, 4 - grzebień, 5 - zbiornik apretury, 6 - pompa, 7 - transporter odprowadzający, 8 - błona, 9 - głowica ze zbiornikiem apretury.
1 – nanoszenie kleju, 2– laminowanie, 3 – folia, laminat, 4 – okrawanie, 5 – prasowanie albo deseniowanie, 6 – wykończenie, 7 – suszenie albo chłodzenie, 8 – układanie w stosy.
Kolejnym krokiem w procesie wykańczania właściwego skór jest nakładanie apretury kontrastowej, która służy do wywołania efektu anilinowego na skórze wykończonej. Za pomocą apretur wytwarza się warstwę ochronną, której celem jest wyrównanie barwy skóry. Do wykończenia lica skóry stosuje się środki wykończalnicze służące do sporządzenia zestawów kryjących, apretur. Środki te dzielimy na:
a) kazeinowe farby kryjące,
b) barwniki ożywiające,
c) barwniki rozpuszczalnikowe,
d) białkowe środki wiążące,
e) żywice i woski,
f) zmiękczacze,
g) środki pomocnicze.
W składzie apretur kontrastowych znajdują się farby kryjące o wysokiej sile krycia.
Apreturę kontrastową nakłada się natryskowo. Do tej apretury stosuje się barwniki rozpuszczalnikowe w mieszaninie z lakierami poliuretanowymi.
Ostatnią operacją wykończenia skóry jest natrysk błyszczu poliuretanowego oraz prasowanie – wykonuje się je w temp. 80‑100°C i przy bardzo małym ciśnieniu - do 3 MPa (30 at). Należy podkreślić, że każdy rodzaj skór wykończony jest inaczej, w zależności od np. ich przeznaczenia. Wyróżniamy m.in. skóry odzieżowe, galanteryjne, rękawiczkowe, na podszewki i dwoiny.
Powyższy schemat ilustruje kolejność wykonywania czynności w procesie wykańczania skór. Pracujemy na określonym surowcu, czyli skórach chromowych miękkich z licem naturalnym bądź oszlifowanym. Najpierw poddajemy lico uściśleniu, a następnie, w zależności od tego, czy pracujemy na skórze oszlifowanej czy naturalnej, dokonujemy suszenia z polerowaniem lub samego suszenia.
Kolejne etapy są takie same dla obu typów skór: naprowadzamy warstwę podkładową, suszymy, prasujemy, nakładamy apreturę kontrastową, ponownie suszymy, nakładamy błyszcz metodą natryskową, znów suszymy, na koniec prasujemy. Rezultatem działań jest uzyskanie skóry wykończonej miękkiej.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
7. Bibliografia
Lasek W., Persz T., Technologia Wyprawy Skór cz. 2 – wykończenie, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1985.
Persz T., Materiałoznawstwo do ZSZ, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1980.
Persz T., Materiałoznawstwo skórzane, Wydawnictwo Przemysłu Lekkiego i Spożywczego, Warszawa 1964.
Persz T., Technologia wyprawy skór cz. 1 – garbowanie, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1986.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
8. Powiązane materiały multimedialne
Film z elementami animacji: “Funkcjonowanie i budowa bębna garbarskiego”Film z elementami animacji: “Funkcjonowanie i budowa bębna garbarskiego”
Galeria zdjęć: “Maszyny i urządzenia stosowane w procesie wyprawy skór”Galeria zdjęć: “Maszyny i urządzenia stosowane w procesie wyprawy skór”
Film instruktażowy: „Obsługa maszyn i urządzenia do mechanicznej obróbki skór”Film instruktażowy: „Obsługa maszyn i urządzenia do mechanicznej obróbki skór”