Х II ПЕТЕРБУРГСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФОРУМ 6-8 ИЮНЯ 2008 ГОДА, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1. ХII ПЕТЕРБУРГСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФОРУМ 6-8 ИЮНЯ 2008 ГОДА, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Управление развития предпринимательства - www.urp.volganet.ru Администрация Волгоградской области ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ Организация производства натуральной кожи с модифицированной наноструктурой за счет обработки низкотемпературной плазмой

2. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА • По оценкам экспертов в 2008 году рынок товаров текстильной и легкой промышленности России составит 2 трлн. руб. • В настоящее время доля отечественных товаров на внутреннем рынке составляет менее 19 %, что значительно ниже пороговых значений, обеспечивающих экономическую безопасность государства, а высокая доля импорта в оборотах розничной торговли оказывает негативное влияние на формирование баланса ресурсов с точки зрения высокой степени зависимости рынка товаров текстильной и легкой промышленности от внешнеэкономической конъюнктуры. • Вернуть рынок и оживить производство можно только через внедрение новейших, прорывных технологий, в том числе нанотехнологий.

3. Традиционные методы модификации материалов кожевенной промышленности не позволяют комплексно улучшить характеристики кожи и имеют ряд недостатков, важнейшими из которых являются высокое потребление сырьевых и энергетических ресурсов, загрязнение окружающей среды, а также неспособность удовлетворять всё возрастающие запросы потребителей. Существенным недостатком традиционных методов обработки является то, что изменение в заданную сторону одного параметра сопровождается, как правило, ухудшением других свойств материала. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА

4. Создание натуральной кожи для верха обуви с модифицированной наноструктурой, позволяющей придать ей необходимые потребительские и технологические свойства. • Для этого применяются электрофизические методы модификации материалов, как наиболее эффективные и экономичные. Перспективной электрофизической модификацией является воздействие потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на натуральные высокомолекулярные материалы. Преимущество такого метода заключается в отсутствии химических превращений на обрабатываемой плазмой поверхности и объеме тела, а также неизменности химического состава полимера. • Плазменная обработка приводит к улучшению физико-механических показателей кожи за счет модификации ее наноструктуры. При этом выравниваются свойства полуфабриката по площади, увеличивается количество пор, что улучшает поглощение обрабатывающих растворов в капиллярно-пористую структуру кожевенного материала. ЦЕЛЬ ПРОЕКТА

5. При плазменной обработке происходит очистка полуфабриката от адсорбированных частиц и загрязнений, что обеспечивает возможность лучшего проникновения химматериалов вглубь дермы при жидкостных обработках, позволяющих снизить расход дорогостоящих химических материалов, применяемых в производстве натуральной кожи ( снижение на 20-30%). ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЕКТА • Анализ микрофотографий поверхности и среза кожи, данных ИК-спектров, рентгеноструктурного анализа кожи показали, что ВЧ-плазменная обработка приводит к изменению наноструктуры дермы. Повышается способность волокон к ориентации при растяжении и структурных элементов, что ведет к упорядочению структуры и повышению прочностных показателей кожи.

6. До обработки НТП (х 350) После обработки НТП (х 350) СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ После обработки НТП (х 2000) До обработки НТП (х 2000)

7. СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ

8. ИК-спектр поглощения дубленого крашеного полуфабриката кожи: СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ 1 – до НТП обработки; 2 – обезвоженный в вакууме; 3 – после НТП обработки

9. ИК-спектр поглощения дубленого крашеного полуфабриката кожи: СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ ИК-спектр поглощения дубленого крашеного полуфабриката кожи: 1 – до НТП обработки; 2 – после НТП обработки (режим а); 3 – после НТП обработки (режим б)

10. 1/α, Å 1/α, Å СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ Рентгеноструктурный анализ кожи до обработки НТП после обработки НТП

11. а б СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ Ультратонкие срезы дермы, демонстрирующие наноструктуру коллагеновых волокон Электроннограммы срезов коллагеносодержащего ВВМ: а - до обработки НТП; б - после обработки НТП

12. б а СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ Схемы волокон контрольного и опытного образца а- Коллагеновое волокно контрольного образца. б- Коллагеновое волокно образца, обработанного НТП

13. Процессы плазменной модификации кожевенного материала, характеризующиеся взаимным разделением образующих его коллагеновых пучков, а также разволокнением самих пучков (микроструктуры 1-100 мкм), одновременно приводят к уплотнению структур более высокого порядка фибриллярных систем волокон и самих фибрилл (15-250 нм), то есть наноструктур. Этими процессами объясняется комплекс измененных свойств модифицированного плазмой материала. • Увеличение микропористости кожевенного материала под воздействием ВЧЕ плазменной обработки приводит к интенсификации жидкостных процессов отделки: додубливания, крашения и жирования, качество проведения которых во многом определяет физико-механические свойства материала, такие как улучшенная эластичность, высокая термостойкость. Уплотнение структуры отдельных волокон после плазменной обработки позволяет добиться, в сочетании с увеличением эластичности, повышения предела прочности кожи. СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ

14. За счет конформационных изменений дермы, приводящих к упорядочению аморфной фазы, увеличивается прочность и жесткость материала. При этом за счет расщепления пучков волокон увеличивается эластичность кожи, что приводит к повышению формовочной способности материалов верха обуви. За счет изменений, происходящих в наноструктуре дермы, ускоряются жидкостные отделочные процессы (на 20–30%), что позволяет их интенсифицировать, а также улучшаются эксплуатационные свойства кожи. СТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОЖИ

15. Предлагается в базовую технологию производства кож для верха обуви из шкур КРС внедрить низкотемпературную плазму: • Перед процессом барабанного крашения с целью повышения интенсивности окраса кожи и сокращения расхода дорогостоящих красителей; • После процесса барабанного крашения с целью придания кожевенному материалу заданных свойств. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ

16. Новизна и уникальность работы заключается в комплексном улучшении потребительских характеристик кож за счет плазменного воздействия на кожу, происходящих в результате разволокнения наноструктуры дермы и конформационных изменений, приводящих к дополнительному упорядочению наноструктуры (предел прочности при растяжении и прочность лицевого слоя увеличиваются на 10-20%, устойчивость покрытия к многократному изгибу - на 33%, устойчивость к истиранию - на 25%). ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ Благодаря воздействию ВЧЕ - плазменной обработки на натуральную кожу повышается ее сортность, что приводит к улучшению качества изготовленной из нее обуви и увеличению потребительского спроса. Получаемый продукт обладает повышенной конкурентоспособностью, что позволит в течение последующего года после внедрения получить прибыль, которая окупит затраты на реализацию данного проекта. В результате данной разработки будет создана технология и оборудование, позволяющие производить за одну загрузку в вакуумную камеру высокочастотной плазменной установки 1500дм2 кожи из шкур КРС модифицированных плазмой. Таким образом одна промышленная плазменная установка обеспечивает годовой выпуск 17,325 млн. дм2 модифицированных кож.

17. 3 1 2 4 5 6 Схема плазменной опытно-промышленной установки ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ 1 – кожа, 2 – вакуумная камера, 3 – электроды, 4- вакуумный пост, 5 – высокочастотный генератор, 6 - крышка вакуумной камеры

18. повышенные прочностные характеристики в сочетании с повышенной мягкостью и эластичностью; • повышенные адгезионные свойства; • повышенная интенсивность окраски; • наполненность, «живость» на ощупь; • улучшенные гигиенические свойства; • по назначению можно придать поверхности гидрофильные и гидрофобные свойства; • эффект ниппеля. ПРЕИМУЩЕСТВА И ДОСТОИНСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ Показатели физико-механических свойств опытных образцов кож хромового дубления для верха обуви

19. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: ПЛАН ДЕЙСТВИЙ ПО РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА • проведение анализа существующих способов повышения качества кожевенного материала в процессе производства; • обоснование возможности модификации кожевенного материала обработкой в потоке плазмы ВЧ- разряда пониженного давления; • экспериментальное исследование изменения показателей физико-механических и химических свойств кожи с целью повышения потребительских показателей кожи и интенсификации жидкостных отделочных процессов, а также установления механизма воздействия потока плазмы ВЧ- разряда пониженного давления; • разработка технологий промышленного производства натуральных кож для верха обуви из шкур КРС с применением плазменной обработки. Конкурентные преимущества • Экологически чистый процесс обработки, позволяющий получить характеристики кожи, недостижимые другими технологиями • Легкая встраиваемость данного технологического процесса в базовый процесс производства кож • Минимальный срок окупаемости • Улучшение потребительских свойств кож

20. ПОТРЕБИТЕЛИ ПРОДУКЦИИ • Министерство обороны РФ; • Министерство внутренних дел РФ; • Министерство чрезвычайных ситуаций РФ; • Предприятия и организации топливно-энергетического комплекса; • Предприятия ядерной энергетики; • Обувные фабрики Восточной Европы – 30% объема производства кож; • Обувные производства г.Ростов-на-Дону (ЗАО «Донобувь», ООО «Классика» и другие) - 40% объема производства кож; • Обувные производства Нижегородской области (ООО «Мааг» г.Нижний Новгород; ЗАО «Потенциал» г.Павлово; ООО «Боробувь» г.Бор) - 15% объема производства кож; • Обувная фабрика «Спартак» г.Казань - 10% объема производства кож; • Кожгалантерейная фабрика ООО «Шора-Комплект» г.Барнаул - 3% объема производства кож; • Спортивно-шорное производство ООО ТПФ «Орловская» г.Киров - 2% объема производства кож.

21. Правовая защищенность по данной тематике ПРАВОВАЯ ЗАЩИЩЕННОСТЬ • Защищены 2 докторские диссертации • Защищены 5 кандидатских диссертаций • Оформлено 2 патента • Более 50 публикаций в периодических изданиях Характеристика команды (заявителей) • Команда заявителей представляет собой удачный синтез ученых и производственников. • Савельев А.П. работает в производстве изделий из кожи более 15 лет и прошел путь от мастера до директора крупнейшего производителя изделий из натуральной кожи. • Фахрутдинова Г.Р. Является доцентом, к.т.н., защитившим кандидатскую диссертацию по теме • «Технологии отделки хромовых кож для верха обуви с применением плазменной обработки», имеет более 20 публикаций. Например, Абдуллин И.Ш., Махоткина Л.Ю., Фахрутдинова Г.Р. Использование низкотемпературной плазмы в процессах нейтрализации, додубливания и покрывного крашения натуральной кожи // Проектирование и исследование технических систем №5 2004. – стр. 134-136. • Бондаренко Андрей Александрович является крупным специалистом по диагностике изделий из кож и разработке и монтажу специального оборудования по отделке кожевенных изделий

22. ХII ПЕТЕРБУРГСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФОРУМ 6-8 ИЮНЯ 2008 ГОДА, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!