Обезволашивание и золение

 

Обезволашивание (удаление со шкуры волосяного покрова) состоит из двух стадий: 1) предварительного ослабления связи волоса и эпидермиса с дермой; 2) механического удаления волоса на шерстесгонных машинах. Такое двустадийное обезволашивание чаще всего применяется в производстве кож хромового дубления из мелкого шерстного сырья (овчины, козлины), а также в производстве юфти и кож для низа обуви.

Предварительное ослабление связи волоса и эпидермиса с дермой осуществляется либо химическими, либо ферментативными методами (реже). Из химических методов обезволашивания (обработка сырья щелочными реагентами) используют нанесение намазной смеси (гидроксид кальция и сульфид натрия) на бахтарму, а также совмещенный метод (обезволашивающее золение) - в основном в производстве юфти и кож для низа обуви.

К химическим методам относится обезволашивание без сохранения шерсти, предусматривающее полное разрушение ("сжигание") волосяного покрова. Этот метод в настоящее время широко используется как за рубежом, так и в нашей стране.

Для понимания механизма разрушения волоса под действием различных химических реагентов и ферментативных препаратов целесообразно кратко рассмотреть гистологию эпидермиса и волоса.

Эпидермис - поверхностный слой, расположенный непосредственно под волосяным покровом и состоящий из нескольких рядов эпителиальных клеток. Толщина эпидермиса обычно больше у животных с менее развитым волосяным покровом. В зависимости от степени развития эпидермиса в нем можно обнаружить под микроскопом от двух до шести слоев клеток. В местах, где эпидермис развит слабо, видны только два слоя: наружный - роговой и внутренний - ростковый (или мальпигиевый). Общая толщина эпидермиса не превышает 2% толщины дермы.

Характерной особенностью кератина, отличающего его от других белков, является содержание в нем большого количества серосодержащей аминокислоты с дисульфидной связью - цистина

 

NH₂                                                COOH                                     I

НС-СН₂-S-S-СН₂-СН                                       I

COOH                            NH₂

 

Процесс, происходящий при образовании кератина в волосе и эпидермисе, называется ороговением (иногда применяется термин "кератинизация"). С химической точки зрения ороговение представляет собой образование в структуре кератина дисульфидных связей -S-S-, обладающих значительной прочностью. Установлено, что образование дисульфидных связей (цистина) в волосе и эпидермисе происходит в результате химической реакции между сульфгидрильными группами звеньев цистеина, присутствующими на границе кожного покрова и волоса. Схематически это можно представить следующим образом:

 

 

 

На рис. 7 показан схематический разрез волоса и волосяной сумки. Видно, что эпидермис выстилает не только внешнюю поверхность кожного покрова, но и углубления в этом покрове, из которых выступает волос. Эти углубления называются волосяными сумками, а их поверхность, состоящая из эпидермиса - корневыми влагалищами.

Установлено, что корковый слои волоса содержит в 3-4 раза больше серы, чем мальпигиевый или роговой слой эпидермиса. Это свидетельствует о том, что в корковый слой входит значительное количество цистина. Этим объясняется свойственная стержню волоса гораздо более высокая устойчивость к разрушению под действием химических реагентов по сравнению с роговым слоем эпидермиса и корневыми влагалищами.

В основе химического метода ослабления связи волоса и эпидермиса с дермой и растворения (сжигания) волоса лежит реакция, приводящая к разрушению дисульфидной связи в кератине.

В настоящее время все еще широко используется классический метод обезволашивания шкур в щелочной среде с использованием гидроксида кальция и сульфида натрия, играющего в этой реакции роль восстановителя. Разрыв дисульфидной связи происходит под действием ионов ОН^- и SН^-. Последний образуется при гидролизе сульфида натрия в водной среде

 

Na₂S          2Na⁺+OH^-+SH^-

 

Таким образом, при обезволашивании - золении в первую очередь разрушатся те слои кожного покрова, в которых происходит образование кератина - основного белкового вещества эпидермиса и волоса. В последующем происходит разрушение собственно волоса, в котором "концентрация" дисульфидных связей значительно выше.

В основе обезволашивания сырья ферментами лежит способность последних растворять мукоиды, альбумины и глобулины в граничных зонах между эпидермисом и дермой и таким образом разрушать связь между ними.

Золение - обработка кожевенного сырья или полуфабриката после обезволашивания (голья) в растворе гидроксида кальция и сульфида натрия - является чрезвычайно важным процессом в производстве кожи, обусловливающим в значительной степени ее свойства и количественный выход.

В процессе золения дерма претерпевает комплекс изменений, связанных друг с другом. Происходит химическое взаимодействие составных частей зольной жидкости с белками дермы и частичное необратимое разрушение некоторых межмолекулярных связей в структуре коллагена.

Золение вызывает сильный нажор (набухание) дермы, результатом которого является разделение структурных элементов дермы (разволокнение). Внешними признаками нажора являются резкое увеличение толщины шкуры, увеличение ее массы и объема, высокая упругость и стекловидный срез. Степень нажора зависит от состава зольного раствора и его температуры. Чисто известковые растворы дают меньший нажор, чем растворы сульфида натрия и гидроксида натрия. С повышением температуры нажор снижается. Нажор голья имеет большое значение для тех видов полуфабриката, который подвергается распиливанию, так как от степени упругости голья зависит качество кожи и спилка.

В процессе золения межволоконные белки (альбумины, глобулины, мукоиды) переходят в зольный раствор. Удаление межволоконных белков способствует ускорению диффузии дубителей, красителей, жиров и других веществ в толщу дермы. С повышением температуры резко увеличивается содержание белковых веществ в зольном растворе.

При золении присутствующий в сырье естественный жир под действием щелочных реагентов омыляется, что приводит к частичному обезжириванию голья.

Таким образом, в результате всех указанных явлений происходит существенное изменение микроструктуры дермы и свойств выделанной из нее кожи.