Качество покрывного крашения в значительной мере зависит от подготовки полуфабриката и состояния его лицевой поверхности. На проникание водных дисперсий полимеров в кожу большое влияние оказывают такие свойства полуфабриката, как пористость, гидрофильность поверхности, а также заряд структурных элементов.
     Структура лицевой поверхности. Кожевенный полуфабрикат представляет собой пористое тело конусно-капиллярной структуры с системой смежных сообщающихся капилляров различного сечения, меняющегося на протяжении длины капилляра. Следствием является сильно развитая внутренняя поверхность.
     Лицевая поверхность кожи имеет крупные поры (диаметром 8-70 мкм), возникающие в результате удаления волосяных сумок, сальных и потовых желез, а также пронизана множеством мельчайших пор - пространств между переплетающимися волокнами.
     Радиус 90 % всех пор лежит в интервале 2-70 мкм [96].
     Установлено, что на долю волосяных сумок приходится от 2,6 до 3,6 % площади лицевой поверхности кожи, на долю сальных желез -12% площади поперечного среза кожи. Объем пустот, возникающих после удаления волосяных сумок и сальных желез, составляет от 4 до 15% общего объема пор сосочкового слоя.
     Высокая пористость кожи - весьма положительный фактор, обусловливающий высокие гигиенические свойства натуральной кожи. Природная пористость дермы в значительной степени изменяется под влиянием технологических процессов - дубления, жирования, наполнения, специальных пропиток, а также вследствие механического воздействия - например при шлифовании и прессовании.
     Для покрывного крашения весьма важное значение имеет лицевая мембрана, характеризующаяся очень плотным переплетением волокон в горизонтальной плоскости. Диаметр волокон лицевой мембраны равен около 50-60 нм [97]; размер частиц, могущих проникать между волокнами лицевой мембраны, составляет не более 10 нм, т. е. лицевая мембрана может являться значительным препятствием для проникания в кожу частиц дисперсий полимеров, диаметр которых колеблется от 30 до 300 нм.
     Частицы дисперсий могут проникать лишь в пустоты кожи с натуральной лицевой поверхностью, оставшиеся после удаления волосяных сумок и потовых желез. Для обеспечения проникания частиц полимера необходимо, чтобы радиус входных пор не менее чем на порядок превышал средний радиус частиц полимера. От величины среднего радиуса пор зависит глубина проникания полимера грунта: чем больше размер пор, тем быстрее частицы полимера достигают необходимой глубины. Площадь контакта грунтующих растворов с полуфабрикатом, приходящаяся на единицу объема поглощенной жидкости, обратно пропорциональна размеру пор. Например, если 1 мл жидкости проникает в поры радиусом 1 мкм, то площадь контакта составляет 2 м², а если радиус пор 0,01 мкм - то 200 м². Отсюда вытекает, что для достижения наибольшей площади контакта нужно стремиться, чтобы рабочие растворы проникали в мелкие поры полуфабриката, поэтому после грунтования предусматривается пролежка полуфабриката.
     Смачиваемость (гидрофильность) поверхности полуфабриката. Первым актом взаимодействия грунта с поверхностью полуфабриката является смачивание, сопровождающееся прониканием грунта внутрь пор. Смачиваемость поверхности полуфабриката является весьма важным условием, при отсутствии ее может наблюдаться "скатывание" грунта. Характеристикой смачиваемости полуфабриката является краевой угол смачивания 0. По методике ЦНИИКПа угол смачивания рекомендуется определять с помощью горизонтально установленного оптического микроскопа, у объектива которого смонтировано специальное приспособление, позволяющее установить касательную к капле воды или дисперсии, нанесенной на поверхность кожи.
     С помощью кинофотосъемки было определено изменение краевого угла смачивания во времени [96]. На рис. 71 наглядно видно различие в растекании грунта по поверхности кожи с натуральной и шлифованной лицевой поверхностью

Рис. 71. Изменение во времени краевого угла смачивания каплей грунта шлифованной (1)
и нешлифованной (2) кожи

     Чем выше смачиваемость структурных элементов кожи, тем равномернее распределение грунта в коже. Со способностью смачиваться тесно связана так называемая всасывающая способность кожи, т. е. способность ее впитывать (поглощать) нанесенный на ее поверхность раствор.
     Всасывающая способность характеризуется продолжительностью поглощения определенного объема жидкости под атмосферным давлением. Она в первую очередь зависит от пористости кожи и гидрофильности ее структурных элементов. Последнюю можно варьировать в довольно широких пределах путем додубливания, наполнения и жирования. Всасывающая способность полуфабриката должна быть оптимальной (5 с), слишком высокая всасывающая способность приводит к "проваливанию" грунта, т. е. он проникает слишком глубоко и не упрочняет лицевой слой.
     Заряд поверхности кожи. Заряд поверхности кожи (E-потенциал) имеет существенное значение для эффекта грунтования и покрывного крашения в целом. Определяют его электроосмотическим методом, размеряют в милливольтах и вычисляют по следующей формуле:

     где n - коэффициент вязкости, Н/(см•с); К - удельная электропроводность, Ом•см^-1; v1 - скорость истечения жидкости через образец кожи, см•с^-1; v2 - то же, без образца; I - сила тока, A; D - диэлектрическая проницаемость среды; 300 - переводной коэффициент.
     Знак заряда определяют по направлению перемещения жидкости соответственно к аноду или катоду. Величина заряда поверхности имеет прямое влияние на глубину проникания частиц полимера в кожу (табл. 23) [45].

     Из табл. 23 видно, что анионные дисперсии сразу же коагулируют на поверхности кожи, если ее структурные элементы имеют положительный заряд. Чем выше разница между зарядом кожи и зарядом частиц дисперсии, тем глубже они проникают в кожу.
     После нейтрализации полуфабрикат хромового дубления имеет положительный заряд; если жирование проводят с участием сульфированных жиров, то заряд меняется на отрицательный. Шлифование, сопровождающееся удалением верхней части сосочкового слоя вместе с содержащимися в нем жирующими веществами, вновь изменяет заряд на положительный.
     Шлифуемость кожи. Шлифуемость - способность кожи легко и равномерно шлифоваться абразивным полотном, в результате чего образуется ровная бархатистая поверхность, устраняются лицевые дефекты и частично выравнивается толщина.
     При облагораживании кож шлифование проводят многократно, причем сначала более крупнозернистым полотном в направлении от воротка к огузку, а затем - мелкозернистым в обратном направлении.
     Различают легкую подшлифовку и глубокое шлифование. Шлифовальное полотно характеризуется наличием множества близко расположенных микрорезцов, угловые и линейные размеры которых колеблются в определенных пределах. Каждый микрорезец работает самостоятельно, снимая очень тонкую и короткую стружку. Малое сечение стружки исключает разрушение кожи ниже линии обработки.
     Интенсивность шлифования зависит от упругопластических свойств полуфабриката - его влажности, величины зерен абразива и давления шлифующего вала. Структурные элементы шлифуемой поверхности - волокна и пучки должны обладать определенной жесткостью; одновременно сетка волокон должна быть эластичной. Если шлифуемый полуфабрикат слишком пластичен, то микрорезцы вызывают не отделение элементов структуры, а их смещение и взаимное трение. При этом энергия трения превращается в тепло и полуфабрикат разогревается.
     Упругопластические свойства верхнего слоя полуфабриката хромового дубления, предназначенного для шлифования, регулируют поддубливанием синтетическими или растительными дубителями (3-5%). Наилучшая шлифуемость достигается при додубливании смесью ивового экстракта с синтетическим дубителем №2 или БНС.
     Для обеспечения хорошей шлифуемости в лицевом слое полуфабриката не должно быть избыточного жира. Весьма благоприятное влияние на шлифуемость кожи оказывает наполнение аминосмолами.
     Чистота лицевой поверхности - необходимое условие хорошей отделки. Присутствие пылинок, жировых налетов, солей на лицевой поверхности полуфабриката резко снижает адгезию покрытия. После шлифования полуфабрикат должен быть тщательно обеспылен.