УЧЕБНИК ПО ДУБЛЕНИЮ
Табл. I.
E. & F. N. Spon, London & New York.
"INK-PHOTO." SPRAGUE & CO. LONDON.
ИЗВЕСТКОВЫЕ ЧАНЫ И ПРОМЫВОЧНЫЕ БАССЕЙНЫ.
УЧЕБНИК
ПО ДУБЛЕНИЮ:
ТРАКТАТ О
ПРЕВРАЩЕНИИ ШКУР В КОЖУ,
КАК ПРАКТИЧЕСКИЙ, ТАК И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ.
АВТОР:
ГЕНРИ Р. ПРОКТЕР, ЧЛЕН ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА,
С КОЖЕВЕННОГО ЗАВОДА ЛОУЛАЙТС; ЭКЗАМЕНАТОР ПО ДУБЛЕНИЮ В ТЕХНИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ ГОРОДА И ГИЛЬДИЙ.
С 8 таблицами и многочисленными иллюстрациями.
E. & F. N. SPON, 125, СТРЭНД, ЛОНДОН. НЬЮ-ЙОРК: 35, МАРРЕЙ-СТРИТ. 1885.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Цель настоящего руководства двояка: представить в сжатой форме сводку наших научных знаний, которая может быть полезна для кожевника-практика, и дать такой очерк производственных процессов, который позволил бы химику применить свои знания для их совершенствования. Поэтому каждый из них может найти здесь нечто излишнее, за что я прошу снисхождения. Книга является расширенным вариантом краткой статьи, опубликованной в «Энциклопедии промышленных искусств» Спона, и до некоторой степени все еще сохраняет следы своего происхождения; будучи написанной в условиях ограниченного времени и при слабом зрении, она весьма далека от того совершенства, к которому я стремился. Ради полноты изложения мне пришлось описать многие процессы, выходящие за рамки моего собственного производственного опыта, и при этом я, как правило, ссылался на источники своей информации. Главы III и XXIV написаны г-ном К. Г. Уорнфордом Локом, чьей любезной помощью я очень обязан. В заключение следует отметить, что, хотя работа не предназначена в качестве «шпаргалки» для студентов технических вузов, есть надежда, что она окажет помощь преподавателям данного предмета.
ГЕНРИ Р. ПРОКТЕР. Тайнмут, август 1885 г.
СОДЕРЖАНИЕ.
PAGE
INTRODUCTORY NOTE 1
CHAPTER I.
Anatomical Structure of Hide 2
CHAPTER II.
Chemical Composition of Hide 17
CHAPTER III.
Commercial Tanning Materials 23
CHAPTER IV.
The Chemistry of Tannins 57
CHAPTER V.
Water as used in Tanning 83
CHAPTER VI.
Methods of Chemical Analysis for the Tannery 90
CHAPTER VII.
Sole-leather:—Preparing the Hides 132
CHAPTER VIII.
Sole-leather:—Unhairing Hides 139
CHAPTER IX.
Sole-leather:—Tanning Materials 157
CHAPTER X.
Sole-leather:—Treatment in the Tan-house 169
CHAPTER XI.
Sole-leather:—Treatment in the Shed 179
CHAPTER XII.
Dressing Leather 184
CHAPTER XIII.
Currying 193
CHAPTER XIV.
Enamelled, Patent, or Japanned Leather 203
CHAPTER XV.
Morocco Leather 206
CHAPTER XVI.
Russia Leather 208
CHAPTER XVII.
Chamois or Wash-leather 210
CHAPTER XVIII.
Crown Leather, or Preller's Leather 213
CHAPTER XIX.
Mineral-tanned Leather 218
CHAPTER XX.
Calf-Kid 223
CHAPTER XXI.
Glove-Kid 225
CHAPTER XXII.
Construction and Maintenance of Tanneries 231
CHAPTER XXIII.
Drying-sheds for Leather 243
CHAPTER XXIV.
Commerce, Statistics, and Bibliography 255
Index 275
УЧЕБНИК ПО ДУБЛЕНИЮ И Т. Д., И Т. Д.
ВСТУПИТЕЛЬНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ.
Производство кожи можно в широком смысле разделить на две стадии: «дубление», при котором сырая шкура превращается в не подверженный гниению и более или менее гибкий материал, известный как «кожа», и «жирование (отделка)», при котором эта кожа подвергается дальнейшей обработке и воздействию жировых веществ для смягчения, придания ей большей водонепроницаемости и улучшения внешнего вида. Однако перчаточная кожа (лайка) и некоторые другие виды кожи вовсе не дубятся, а «квасцуются» или подготавливаются с помощью смеси, в которой квасцы и соль являются наиболее активными ингредиентами; замша, «шамми» или «моющаяся» кожа производится путем валки только с маслом, и многие виды кожи вряд ли можно назвать жированными, хотя в окончательных процессах «отделки» или «аппретирования» используется большее или меньшее количество масла. Первым предметом, который будет рассмотрен в этой работе, станет операция дубления в собственном смысле этого слова, на примере дубления подошвенной и ременной кожи. Это требует тщательного объяснения как в практическом, так и в теоретическом аспектах, не только потому, что это одна из важнейших отраслей торговли, но и потому, что лежащие в ее основе принципы одинаково применимы ко всем другим методам дубления. Далее будут рассмотрены модификации процесса, необходимые при дублении более гибких видов кожи, используемых для верха обуви, пожарных рукавов и шорно-седельных изделий; затем жирование этих видов кожи; и, наконец, производство сафьяна, русской кожи, лакированной кожи, опойка и лайки и т. д.
ГЛАВА I.
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ШКУРЫ.
Прежде чем говорить о собственно производственных процессах, необходимо уделить некоторое внимание строению и химическому составу шкуры или кожи, которые составляют сырье. Хотя в дублении используется огромное разнообразие шкур, все они построены по одному и тому же общему типу, и анатомическое описание шкуры вола почти в равной степени применимо к шкурам теленка, овцы и козы; однако из-за различий в толщине и плотности текстуры их практическое применение сильно различается. Рис. 1 показывает разрез воловьей шкуры, сделанный параллельно волосу, увеличенный примерно в 50 раз: a — эпителиальный слой или эпидермис, состоящий из рогового слоя сверху и мальпигиева слоя снизу; b — сосочковый слой и c — сетчатый слой кориума, дермы или собственно кожи; d — волосы; e — сальные или жировые железы; f — потовые железы; g — отверстия протоков потовых желез; h — мышцы, поднимающие волос.
Свежая шкура состоит из 2 слоев: внешнего — эпидермиса и внутреннего — собственно кожи. Эпидермис очень тонок по сравнению с собственно кожей, которую он покрывает, и полностью удаляется при подготовке к дублению; тем не менее он обладает важными функциями. Он показан на рис. 1 под буквой a, а при большем увеличении — на рис. 2. Его внутренний слизистый слой b, мальпигиев слой, который покоится на собственно коже c, является мягким и состоит из живых ядросодержащих клеток, которые удлиняются в более глубоких слоях и постепенно уплощаются по мере приближения к поверхности, где они высыхают и образуют роговой слой a. Последний постоянно стирается и отторгается в виде мертвых чешуек кожи и постоянно обновляется снизу за счет непрерывного размножения клеток. Именно из этого эпителиального слоя развиваются волосы, а также потовые и жировые железы. На рис. 1 видно, что каждый волос окружен влагалищем, которое является продолжением эпидермиса. В эмбриональном развитии на нижней стороне эпидермиса образуется небольшой узелок клеток, который увеличивается и погружается глубже в собственно кожу, в то время как внутри него формируется корень молодого волоса; это показано на рис. 3, a b. На стебле узелка также образуются небольшие выступы, которые со временем производят сальные железы. Процесс развития потовых желез очень похож на процесс развития волос. Существует большая аналогия между этим процессом и процессом обычного обновления волос у взрослого животного. На рис. 1 под d1 виден старый и изношенный волос. Он сморщен, удлинен и почти готов выпасть. Заметно, что его влагалище или фолликул несколько выступает под волосом справа. Это первое образование молодого волоса, вполне аналогичное узелку эпителия, который был описан как отправная точка волоса в эмбрионе. На d2 этот же процесс виден на более продвинутой стадии: молодой волос уже сформирован и растет вверх в старое влагалище. На d3 он завершен: старый волос выпал, а молодой занял его место.
Fig. 1.
Fig. 2.
Fig. 3.
Сам волос покрыт слоем перекрывающихся чешуек, как черепица на крыше, но неправильной формы. Они придают ему зазубренный контур по бокам, сильно развитый у шерсти. Внутри этих чешуек, которые иногда называют «кутикулой волоса», находится волокнистое вещество, образующее тело волоса; и иногда, хотя и не всегда, имеется также центральная клеточная сердцевина, которая по большей части прозрачна, хотя под микроскопом часто кажется черной и непрозрачной из-за оптического эффекта захваченного воздуха. При кипячении или длительном замачивании в воде, спирте или скипидаре эти воздушные пространства насыщаются жидкостью и тогда становятся прозрачными.
Волокнистая часть волоса состоит из длинных веретенообразных клеток и содержит пигмент, придающий волосу цвет. Волос оленя отличается от волоса большинства других животных тем, что почти полностью состоит из многоугольных клеток, которые в белых волосах обычно заполнены воздухом. У основания волос раздувается в луковицу, которая является полой и покоится на своего рода выступающем бугорке кориума, называемом волосяным сосочком. Он имеет кровеносные сосуды и нервы и доставляет питание волосу. Волосяная луковица состоит из круглых мягких клеток, которые быстро размножаются; по мере роста они проталкиваются вверх через влагалище волоса, удлиняются, затвердевают и образуют волос. В темных волосах как клетки самого волоса, так и клетки его фолликула или влагалища сильно пигментированы, но волос — гораздо сильнее, и поэтому луковица обычно имеет отчетливую темную форму. Темноволосые участки шкуры, с которой волос был удален путем известкования, остаются окрашенными из-за пигментированных клеток волосяных влагалищ, которые можно полностью удалить только путем мягчения и сгонки. Клетки снаружи луковицы, показанные на f на рис. 4, проходят вверх по мере роста и образуют отчетливое покрытие вокруг волоса, которое называется «внутренним корневым влагалищем». Оно, в свою очередь, состоит из 2 отдельных слоев, из которых внутренний — «слой Хаксли», внешний — «слой Генле». Они происходят из одних и тех же клеток в основании волоса; но во внутреннем слое они остаются многоугольными и ядросодержащими, тогда как во внешнем они становятся веретенообразными и безъядерными. Внутреннее корневое влагалище не доходит до поверхности кожи, а затухает ниже сальных желез. Этот рисунок представляет корень воловьего волоса, ув. 200 раз: a — волокнистое вещество волоса; b — кутикула волоса; c — внутреннее корневое влагалище; d — внешнее корневое влагалище; e — дермальное покрытие влагалища волоса; f — начало внутреннего влагалища; g — луковица; h — сосочек.
Fig. 4.
Снаружи от внутреннего корневого влагалища находится слой ядросодержащих клеток, непрерывный с клетками эпидермиса и имеющий тот же характер. Это «внешнее корневое влагалище», показанное на d на рис. 4. Оно, вместе со всем эпидермисом, покрыто со стороны кориума чрезвычайно тонкой мембраной, называемой «гиалиновым» или стекловидным слоем. Возможно, что именно он образует очень тонкую палевую «лицевую сторону» дубленой кожи, которая, очевидно, имеет иную структуру, чем остальная часть кориума, поскольку, если ее соскоблить перед дублением, обнаженная часть сосочкового слоя остается почти белой, вместо того чтобы окрашиваться. Все влагалище волоса заключено в оболочку из эластичных и соединительнотканных волокон, которые снабжены нервами и кровеносными сосудами и образуют часть кориума. Рядом с отверстиями волосяных влагалищ на поверхности кожи в них открываются протоки сальных или жировых желез (e, рис. 1), выделяющие своего рода масло для смазки волоса. Сами железы образованы крупными ядросодержащими клетками, расположенными несколько наподобие грозди винограда; одна из них показана при сильном увеличении на рис. 5: a — сальная железа; b — стержень волоса; c — часть мышцы, поднимающей волос. Верхние и более центральные клетки наиболее сильно заряжены жиром, что показано более темной штриховкой.
Fig. 5.
Как уже отмечалось, потовые железы также происходят из слоя эпидермиса. Они показаны на f на рис. 1, а в большем масштабе (200 раз) — на рис. 6: a — извитые каналы, вскрытые при изготовлении среза; у вола и овцы они состоят из широкой трубки, иногда слегка скрученной. В этом они значительно отличаются от потовых желез человека, которые образуют сферический узел чрезвычайно извитой трубки. Стенки этих желез образованы продольными волокнами соединительной ткани кориума, выстланными одним слоем крупных ядросодержащих клеток, которые выделяют пот. Протоки, которые чрезвычайно узки и имеют стенки из ядросодержащих клеток, подобных клеткам внешних влагалищ волос, иногда открываются непосредственно через эпидермис, как показано на g на рис. 1, но чаще — в отверстие влагалища волоса, прямо у поверхности кожи. Каждый волос снабжен косой мышцей (h, рис. 1), называемой арректором или мышцей, поднимающей волос, которая сокращается от холода или страха и заставляет волос «щетиниться» или вставать дыбом; приподнимая прикрепленную кожу, она вызывает эффект, известный как «гусиная кожа». Мышца, которая относится к неисчерченному или непроизвольному типу, проходит от области около волосяной луковицы к эпидермису и прямо под сальными железами, которые она сжимает.
Fig. 6.
Кориум или собственно кожа состоит преимущественно из переплетающихся пучков белых волокон, известных как «соединительная ткань»; они состоят из фибрилл чрезвычайной тонкости, сцементированных веществом, отличным по составу от самих волокон. Это можно продемонстрировать, выдержав небольшой кусочек шкуры в течение нескольких дней в закупоренной бутылке в известковой или баритовой воде, в которой межфибриллярное вещество растворимо, а затем расщепив небольшой фрагмент волокна иглами на стеклянном предметном стекле микроскопа и исследовав при увеличении не менее 200–300 раз. В средней части кожи эти пучки волокон тесно переплетены; но ближе к телу они постепенно становятся более рыслыми и открытыми, образуя сетчатый слой; а самый внутренний слой представляет собой просто сеть рыхлой мембраны, обычно нагруженную массами жировых клеток, и поэтому называемую жировой тканью.
Именно эта жировая ткань удаляется в процессе «мездрения». С другой стороны, самый внешний слой, прямо под эпидермисом, чрезвычайно плотный и компактный, причем пучки волокон, входящие в него, разделены на элементарные фибриллы, которые переплетены настолько, что их едва можно различить. Это сосочковый слой, образующий более светлый слой, называемый (вместе с его очень тонким внешним покрытием) «лицевой стороной» кожи. Именно в этой части заложены жировые железы, в то время как корни волос и потовые железы проходят через нее в более рыхлую ткань под ней.
Помимо волокон соединительной ткани, кожа содержит небольшую долю тонких желтых волокон, называемых «эластичными» волокнами. Если тонкий срез шкуры выдержать несколько минут в крепкой уксусной кислоте, а затем исследовать под микроскопом, белые волокна соединительной ткани набухают и становятся прозрачными, и тогда можно увидеть желтые волокна, так как кислота почти не воздействует на них. Волосяные луковицы, а также потовые и жировые железы также становятся отчетливо видимыми.
Нервы кожи очень многочисленны, каждый волос снабжен волокнами, проходящими как в сосочек, так и во влагалище. Они также проходят в сосочки кожи. Их нельзя легко увидеть без специальной подготовки, и, насколько известно, они не оказывают влияния на процесс дубления. «Разрыв нерва» — это технический термин, означающий тщательное растяжение и размягчение кожи, но не имеющий ничего общего с нервами в собственном смысле этого слова. Кровеносные и лимфатические сосуды с данной точки зрения несколько более важны. Их часто можно увидеть на срезах, они выстланы ядросодержащими клетками, подобными клеткам желез. Они окружены оболочками из неисчерченной мышечной ткани, идущими как вокруг, так и вдоль, а также волокнами соединительной ткани. В артериях мышечная оболочка гораздо сильнее, чем в венах.
Может показаться, что место, отведенное для обсуждения анатомического строения кожи, непропорционально велико; но нет сомнений, что для внесения улучшений нет ничего важнее ясного представления, вплоть до мельчайших деталей, о материалах и причинах, с которыми приходится иметь дело. Иллюстрации сделаны с реальных образцов и позволяют идентифицировать различные части шкуры под микроскопом.
Поскольку этот инструмент является наиболее полезным средством исследования в кожевенной промышленности и, вероятно, будет приобретать все большее значение, будет уместно, прежде чем двигаться дальше, сказать несколько слов как о выборе подходящего инструмента, так и о его использовании в целом.
Для полезной работы не обязательно иметь очень сложный или дорогой инструмент, но необходимо, чтобы микроскоп был хорошо сделан и был качественным в своем роде. Поскольку при исследовании как срезов шкуры, так и ферментов, которые являются основными объектами исследования на кожевенном заводе, часто требуются большие увеличения, первостепенное значение имеет то, чтобы механизм тонкой настройки был идеально устойчивым, без вибрации или люфта. По опыту автора, этого никогда не бывает в дешевых микроскопах, где тонкая настройка осуществляется винтом сбоку тубуса, перемещающим носовую часть с помощью рычага. Гораздо более удовлетворительным является устройство, при котором весь корпус микроскопа поднимается или опускается винтом в стойке на задней части штатива, по которой он скользит. Кремальера для грубой настройки полезна, но не обязательна. Если предусмотрен только выдвижной тубус, он должен быть достаточно тугим, чтобы не соскальзывать, но должен легко перемещаться вверх и вниз своего рода винтовым движением. Механический предметный столик совсем не обязателен, и для большинства целей столик из черного стекла лучше, а также дешевле. Диафрагма для регулировки света должна быть как можно ближе к уровню поверхности столика и при исследовании с малым увеличением должна казаться находящейся в центре поля зрения. Для исследовательской работы по мельчайшим ферментам необходимы ахроматический конденсор и лучшие иммерсионные объективы (масляные или водные), но указания по этому поводу выходят за рамки данной работы. Можно, однако, упомянуть, что проф. Флюгге [A], первоклассный авторитет в этой области, особенно рекомендует осветительный аппарат Аббе производства Цейсса.
[A] «Ферменты и микропаразиты», Лейпциг, 1883 г.
Частым дефектом дешевых английских микроскопов является то, что зеркало для подстольного освещения не фокусирует лучи лампы точно на предметном стекле, а часто на несколько дюймов выше него. Это можно в значительной степени преодолеть с помощью конденсора «бычий глаз» между лампой и микроскопом. Другой дефект заключается в том, что иногда центр зеркала не находится на одной линии с центром корпуса микроскопа.