Представления в области познания природы и свойств кератинсодержащих высокомолекулярных материалов (ВММ), являющихся объектом переработки меховой промышленности за последнее время в значительной мере расширились и существенно изменились. Следствием обогащения сведений о волосе, как представителя кератинсодержащих ВММ, явилось расширение методов технологических воздействий, применяемых в промышленности при обработке меха. В настоящее время большинство исследований в меховой промышленности связано с улучшением свойств кожевой ткани, однако, качество меховых изделий, и в первую очередь устойчивость их в процессе эксплуатации, определяется, главным образом, сроком службы волосяного покрова, а, следовательно, его свойствами.
Меховые изделия в процессе эксплуатации и хранения подвергаются различным воздействиям со стороны окружающей среды и постепенно утрачивают исходные эстетические и утилитарные свойства. Изменение исходных свойств протекает во времени и обусловлено воздействием сложного комплекса механических, физико-химических и биологических факторов, вызывающих необратимые изменения в волокнах кератинсодержащих высокомолекулярных материалов (ВММ), а также в их химическом составе. Кроме того, трибоэлектрические свойства кератинсодержащих ВММ приводит к нежелательным явлениям: возникновению разрядов, негативно влияющих на здоровье человека и загрязнению пылью, которая оседает на мехе, и приводит с одной стороны к снижению блеска меха, а с другой является источником раздражающих и аллергических агентов.
Для решения данной проблемы предлагается использовать метод ионно-плазменного напыления, получивший широкое применение в микроэлектронике, однако до сих пор практически не применявшийся в меховой промышленности. Метод основан на электродуговом способе испарения материала. Испарение металла с поверхности катода происходит благодаря высокой концентрации энергии в катодном пятне. Подвижные катодные пятна удерживаются на поверхности катода электромагнитным полем катушек. Высокая кинетическая энергия частиц обеспечивает хороший уровень адгезии образующейся пленки к подложке. Особенно необходимо отметить тот факт, что данный способ практически не загрязнет окружающую среду. Отсутствует необходимость в использовании каких-либо химических материалов, а значит – в очистке сточных вод, что должно скомпенсировать затраты, связанные с повышенным энергопотреблением оборудования.
Выявлено, что ионно-плазменное напыление позволяет нанести металл на поверхность кератиносодержащих ВММ в виде тонкой, ровной пленки, незначительно утолщая стержень волоса. Поверхность металлизированного волоса отличается более гладкой и ровной поверхностью. В отличие от других достаточно тонко регулировать толщину металлического слоя, а значит и его сопротивление, что очень важно при создании структур с определенной проводимостью. Появление проводимости приводит к тому, что материалы приобретают антистатические свойства. Доказано, что стекание зарядов статического электричества с металлизированного волосяного покрова происходит быстрее. Для анализа трибоэлектрических свойств натуральных ВММ применяли метод электризации трением, измерение диэлектрической проницаемости и сопротивления. В результате обработки диэлектрическая проницаемость натуральных ВММ снижается на 52%, удельное поверхностное сопротивление кератиносодержащих ВММ уменьшается на 99,9%, а потенциал поверхности снижается на 35% и сохраняется постоянным независимо от внешних воздействий.
Таким образом, металлизация мехового полуфабриката из шкурок норки методом ионно-плазменного напыления позволяет:
- придать шкуркам оригинальную окраску «металлик»;
- повысить устойчивость к биологическим воздействиям на 90%;
- повысить устойчивость окраски волосяного покрова шкурок к сухому трению на 33%;
- повысить светостойкость окраски на 60%;
- снизить диэлектрическую проницаемость на 52%;
- уменьшить удельное поверхностное сопротивление кератиносодержащих ВММ на 99,9%;
- понизить потенциал поверхности на 35% и обеспечить его постоянство во времени независимо от внешних воздействий.