Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ дубление кожи

Классы МПК:C14C3/30 с использованием физических средств в сочетании с химическими 
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Донской сельскохозяйственный институт
Приоритеты:
подача заявки:
1992-01-03
публикация патента:

Использование: кожевенная промышленность. Сущность изобретения: с целью интенсификации процесса дубления при обработке кожевенного полуфабриката в растворе дубителя одновременно пропускают ультразвуковые волны в раствор. Предварительно перед этим измеряют суммарную толщину (y) всего кожевенного полуфабриката и коэффициент затухания (способ дубление кожи, патент № 2045580) ультразвука при частоте 1 МГц. Рабочую частоту ультразвука определяют по формуле f=1/(способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580y). 2 ил. 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2045580

Рисунок 1

Изобретение относится к кожевенной промышленности.

Известен способ дубления кожи, который состоит в том, что в емкость, содержащую раствор дубящих веществ, погружают полуфабрикат (например пикелеванное голье), осуществляют механическое воздействие на процесс дубления путем перемещения полуфабриката и перемешивания раствора, а также периодический контроль полноты покраса [1]

Недостатком известного способа является его большая продолжительность во времени, которая составляет 10-30 ч, и, соответственно, низкая производительность труда.

Известен способ дубления кож путем обработки кожевой ткани в раствор хромового дубителя при вибровоздействии (а.с. N 1627559, Б.И. N 6, 1991).

Недостатком этого способа является продолжительность во времени и низкая производительность труда.

Известен способ дубления кожевенного и мехового сырья, заключающийся в обработке полуфабриката в растворе дубления при одновременном пропускании ультразвуковых волн в раствор с кожевенным полуфабрикатом. При этом было установлено, что применение ультразвука ускоряет процесс дубления [2]

Недостаток этого способа состоит в том, что при некоторых параметрах ультразвуковых волн эффект ускорения диффузии выражен очень слабо или не наблюдается вообще, так как способ не учитывает этого обстоятельства и не предполагает определение оптимальных параметров озвучивания раствора с полуфабрикатом.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дубления кожи путем обработки кожевенного полуфабриката кожи в растворе дубителя, пропускают ультразвуковые волны в раствор с кожевенным полуфабрикатом, предварительно измеряют суммарную его толщину (y) и коэффициент затухания (способ дубление кожи, патент № 2045580) ультразвука при частоте 1 MГц, а рабочую частоту определяют по формуле f 1/(способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580 y).

На фиг.1 представлен график зависимости давления от толщины всего кожевенного полуфабриката; на фиг.2 графики зависимости функции L fexp(способ дубление кожи, патент № 2045580fy) от частоты при способ дубление кожи, патент № 2045580 0,33 неп/(см способ дубление кожи, патент № 2045580 МГц) и трех значениях у.

Сущность дубления сводится к постепенному проникновению диффузии-дубящих компонентов раствора в толщу полуфабриката (например, пикелеванного голья) и химическому связыванию их с белками дермы. В поле бегущей УЗ-ой волны к диффузии добавляется эффект впрыскивания (принудительного вдавливания) растворенного вещества в ткань полуфабриката.

На фиг.1 изображена синусоидальная волна, распространяющаяся в положительном направлении оси ОY. На отрезке способ дубление кожи, патент № 2045580 у возникает перепад акустического давления способ дубление кожи, патент № 2045580 Р, под действием которого в направлении распространения ( и против градиента давления способ дубление кожи, патент № 2045580) волны вдавливается масса вещества способ дубление кожи, патент № 2045580 М1 с концентрацией раствора С1. Через половину периода в той же точке градиент давления меняет направление на противоположное, и впрыскивание происходит в обратном направлении. Однако, в течении предыдущей половины периода часть молекул активного вещества успевает вступить в химическое соединение с белками дермы и покидает раствор. Поэтому в обратном направлении выдавливается (впрыскивается) меньше молекул дубящих соединений, чем в прямом, т.е. происходит дополнительная (принудительная) диффузия. Процесс дубления ускоряется.

Масса впрыскиваемого вещества находится в прямой зависимости от градиента давления, который в свою очередь, увеличивается с ростом амплитуды и частоты колебаний, переносимых волной. Амплитуда ограничена сверху тем обстоятельством, что при достаточно больших ее значениях возникает кавитация, которая приводит к разрушению полуфабриката.

Увеличение частоты колебаний вызывает соответствующий рост коэффициента затухания ультразвука и при достаточно высокой частоте проработка всего рабочего объема ультразвуком невозможна.

Выразим указанные зависимости аналитически. Пусть способ дубление кожи, патент № 2045580 М интенсивность впрыскивания, т. е. количество дубящих соединений, вдавливаемых в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Тогда

M -K способ дубление кожи, патент № 2045580 (1) где К проницаемость дермы, Р акустическое давление.

Так как волна затухает, то

P Poexp(-способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580y)sinспособ дубление кожи, патент № 2045580t-2способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580, (2)

где способ дубление кожи, патент № 2045580 длина волны ультразвука в ткани дермы;

способ дубление кожи, патент № 2045580" коэффициент затухания;

способ дубление кожи, патент № 2045580 циклическая частота,

Ро амплитуда акустического давления;

t время.

Подставив (2) в (1), получим

способ дубление кожи, патент № 2045580Mспособ дубление кожи, патент № 2045580-способ дубление кожи, патент № 2045580eспособ дубление кожи, патент № 2045580xспособ дубление кожи, патент № 2045580)способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580

После преобразований и замены способ дубление кожи, патент № 2045580 v/f, где v скорость и f частота ультразвука, получим способ дубление кожи, патент № 2045580M KPoexp(-способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580y)способ дубление кожи, патент № 2045580sinспособ дубление кожи, патент № 2045580t-способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 + arctg способ дубление кожи, патент № 2045580

(3)

Известно, что у биологических тканей зависимость коэффициента затухания от частоты выражается линейной функцией, т.е.

способ дубление кожи, патент № 2045580" способ дубление кожи, патент № 2045580o + способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580f коэффициент затухания при частоте, близкой к нулю, очень мал, можно положить способ дубление кожи, патент № 2045580=0. Тогда способ дубление кожи, патент № 2045580"способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580f (4)

Подставив (4) в (3), будем иметь способ дубление кожи, патент № 2045580M KPoспособ дубление кожи, патент № 2045580exp(-способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580y)способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 sinспособ дубление кожи, патент № 2045580t-способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 +arctg способ дубление кожи, патент № 2045580 или, после преобразований способ дубление кожи, патент № 2045580M KPoспособ дубление кожи, патент № 2045580exp(-способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580y)способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 sinспособ дубление кожи, патент № 2045580t-способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580arctg способ дубление кожи, патент № 2045580 (5)

Для обратного "впрыскивания" можно получить выражение, аналогичное равенству (5).

Из (5) очевидно, что максимальная интенсивность впрыскивания соответствует тем моментам времени, когда

sinспособ дубление кожи, патент № 2045580t-способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580 +arctg способ дубление кожи, патент № 2045580 1

Поэтому

способ дубление кожи, патент № 2045580M KPoспособ дубление кожи, патент № 2045580exp(-способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580y)способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580 (6)

Графики зависимости функции Z fexp(-способ дубление кожи, патент № 2045580 fy) от частоты при способ дубление кожи, патент № 2045580 0,33 неп /(смспособ дубление кожи, патент № 2045580MГц) и трех различных значениях у, приведены на фиг.2. Под "у" здесь подразумевается суммарная толщина всех единиц полуфабриката, подвергающихся обработке.

Каждая кривая, как видно из графиков, имеет четко выраженный максимум, однако точки максимума различны у разных кривых. Другими словами, оптимальная частота, при которой интенсивность впрыскивания максимальна, зависит от произведения способ дубление кожи, патент № 2045580 у.

Оптимальная частота fо ультразвука определяется как точка максимума функции (6), выражающей зависимость способ дубление кожи, патент № 2045580 Мо от частоты. Найдем fo, дифференцируя (6) по частоте и приравнивая производную нулю

способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580

KPo= способ дубление кожи, патент № 2045580 exp(-способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580fспособ дубление кожи, патент № 2045580y)[1-foспособ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580y] 0 (7)

Из уравнения (7) следует

fo 1/(способ дубление кожи, патент № 2045580 способ дубление кожи, патент № 2045580y) (8)

Таким образом, для определения оптимальной частоты необходимо измерить коэффициент затухания ультразвука способ дубление кожи, патент № 2045580 в полуфабрикате на частоте 1 MГц и определить суммарную толщину всех единиц обрабатываемого полуфабриката.

Выражение (6) показывает, что интенсивность впрыскивания пропорциональна амплитуде Ро звукового давления. Однако, как было указано выше, интенсивность ультразвука должна быть ниже порога кавитации при частоте fo. Практически добиться подходящей интенсивности можно, если увеличивать выходную мощность генератора до появления кавитационного шума, затем уменьшить ее постепенно до момента исчезновения шума.

П р и м е р. Для испытания были использованы два набора по 10 образцов никелеванного голья размером 10х15 см и два стеклянных сосуда. В каждый сосуд укладывался стопкой набор полуфабриката и наливалось такое количество раствора дубящих соединений хрома, чтобы жидкостный коэффициент был 0,7. Поскольку масса каждого из наборов была около 0,5 кг, то в каждый сосуд было залито 0,350 л раствора.

В одном из сосудов над стопкой полуфабриката размещался ультразвуковой преобразователь, погруженный в жидкость на 2-3 мм. Другой сосуд был контрольным. В качестве генератора был использован терапевтический прибор УТП-1, имеющий рабочую частоту 0,89 МГц. Интенсивность излучаемого ультразвука была ниже порога кавитации в дубящем растворе: при включении прибора не наблюдалось ни кавитационного шума, ни других кавитационных эффектов. Для определения оптимальной частоты fo был измерен коэффициент затухания ультразвука в образцах голья методом, изложенным в а.с. СССР N 1012123. Было обнаружено, что способ дубление кожи, патент № 2045580 0,33способ дубление кожи, патент № 20455800,04 неп/(смспособ дубление кожи, патент № 2045580МГц).

У четырех образцов, выбранных из набора случайным образом, была измерена толщина в 5 местах. Средняя толщина составила 2,9 способ дубление кожи, патент № 2045580 0,2 мм. Умножив ее на количество единиц (десять) обрабатываемого полуфабриката, получили у 3 см.

Оптимальная частота

fo 1/(способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580y) 1/(0,33способ дубление кожи, патент № 20455803) способ дубление кожи, патент № 2045580 1 МГц.

Отличие рабочей частоты прибора УТП-1 от расчетной невелико и не может заметно повлиять на интенсивность впрыскивания (см. фиг.2), кривая, обозначенная крестиками. Чтобы избежать повышения температуры под действием ультразвука был выбран импульсный режим работы генератора: длительность импульса 30 мин, скважность 1/3. Интенсивность в импульсе 2 Вт/см2. Через каждые 10-15 мин образцы голья в стопке перекладывались (менялись местами) и жидкость перемешивалась. Приблизительно через каждый час на одном из образцов делался разрез для контроля прокраса.

В опыте полный прокрас наблюдался через 1 ч 50 мин, тогда как в контроле через 4 ч. Через 6 ч после начала дубления из опытного и контрольного наборов полуфабриката были взяты образцы для "пробы на "КИП", методика которого описана в книге Архипова Г.С. и Головтеевой А.А. Технология кожи. М. Легпромбытиздат, 1988, с. 223. Площадь вырезанных образцов до трехминутного кипячения и после него определялась при помощи миллиметровой бумаги. В таблице приведены результаты измерений.

В опыте усадка составляет 3,1% что позволяет считать процесс дубления законченным.

В контроле удовлетворительная усадка при проведении "пробы на "кип" (около 5%) наблюдалась через одиннадцать часов после начала дубления.

Таким образом, данный эксперимент показал, что применение предлагаемого способа позволяет снизить затраты времени на процесс дубления почти в два раза.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СПОСОБ ДУБЛЕНИЕ КОЖИ, включающий обработку кожевенного полуфабриката в растворе дубителя при одновременном пропускании в раствор с кожевенным полуфабрикатом ультразвуковых волн, отличающийся тем, что перед пропусканием ультразвуковых волн предварительно измеряют суммарную толщину Y всего кожевенного полуфабриката и коэффициент затухания способ дубление кожи, патент № 2045580 ультразвука при частоте 1 Мгц, а рабочую частоту f ультразвука определяют по формуле

f = 1/(способ дубление кожи, патент № 2045580способ дубление кожи, патент № 2045580Y).


Наверх