ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШКУРЫ

ШКУРА

Снятый с тела животного покров называетсяшкурой, независимо оттого, предназначается ли он для мехового или для кожевенного производства. При этом в кожевенном деле ценится та часть шкуры, которая путем переработки превращается в кожу, в то время как для меховщика существенно важным элементом шкуры является также и волос. Этим обусловливается разница в понимании термина «шкура» в меховом и кожевенном производстве.

В меховом деле в сырой шкуре различают волос и мездру (вместе с эпидермисом), т. е. волос и дерму (вместе с подкожным жировым слоем или без него).

В кожевенном производстве выделанная и лишенная волос шкура называется кожей; в меховом производстве такая же шкура, но с волосом, называется мехом. В мехе же различают мездру (термин, соответствующий «коже» в кожевенном производстве) и волос. Кроме того, в меховом производстве (как и в кожевенном) мездройназывают подкожный жировой слой, удаляемый во время мездрения. Таким образом, в меховом производстве термину «мездра» придается три значения:

1) сырая дерма вместе с подкожным жировым слоем,

 2) выделанная дерма,

3) подкожный жировой слой.

Чтобы избегнуть путаницы в терминах, целесообразно при изложении строения животного покрова пользоваться термином «шкура» в том смысле, какой общепринят в кожевенном производстве, при описании же сырья, выделанного и крашеного товара пользоваться термином «мездра» так, как это принято в меховом деле.

Шкура живого животного представляет собой мягкую эластичную ткань, которая своей внутренней стороной примыкает к мускулам (мясу), а внешней соприкасается с наружной атмосферой (рис. 1). Она снабжена всеми органами питания — кровеносными и лимфатическими сосудами, по которым доставляются кровь и лимфа, органами чувств — нервами, органами выделения — жировыми и потовыми железами. Таким образом, физическое состояние шкуры тесно связано с общим состоянием животного. Если животное находится в хороших условиях и питается нормально, то и шкура его, получая достаточное количество питательных веществ, становится плотной, сочной и крепкой. Напротив, при недостатке питания шкура получается тощей, вялой и слабой.

Если шкуру отделить от мяса и рассмотреть ее поперечный срез под микроскопом при 50-кратном увеличении, то можно обнаружить три главных слоя: нижний жировой, примыкающий к мясу, средний, называемый дермой и представляющий собой наиболее плотную, волокнистую часть шкуры, и, наконец, наружный, или эпидермис, с

поверхностью рогового строения. Волос представляет собой эпидермиальное образование.

Рис. 1. Схема строения кожи:

1 — эпидермис; 2 — дерма; 3 — жировой слой; 4 — слой подкожной мускулатуры; 5 — подкожная клетчатка; 6 — корни растущих волос; 7 — корни закончивших рост волос.

Жировой слой шкуры, особенно в области живота, богат жировыми отложениями, защищающими животное от холода. Строение этого слоя рыхлое, связь его с нижележащими частями тела слабая, и это облегчает съемку шкуры. Жировой слой не имеет никакого значения при выделке мехов и удаляется во время производства посредством процесса, называемого мездрением, или «борской»; удаляемые при этом части жирового слоя называются мездрой.

Наибольшее значение в шкуре имеет средний слой — дерма, от которого зависит прочность мездры меха. При рассматривании срезов дермы под микроскопом обнаруживается, что она имеет плотное, волокнистое строение, причем волокна эти бывают двух видов: коллагеновые и эластиновые; первые соединены между собой в разных местах в пучки, вторые представляют одиночные волокна с разветвлениями.

Для большинства видов шкур, применяемых в качестве сырья в кожевенном и меховом производстве, дерма имеет общий сходный план строения и довольно четко делится на два слоя: сосочковый и сетчатый. Некоторое исключение составляет строение дермы рыб и пресмыкающихся.

У подавляющего большинства животных характер переплетений пучков волокон, т. е. их угол наклона и плотность переплетения, меняется в зависимости от места расположения участка шкуры. Неоднородное строение участка шкуры вызывается особенностями функции отдельных частей тела животного. Участки шкуры, соответствующие определенным частям тела животных и отличающиеся определенной совокупностью свойств (толщиной, плотностью, характером переплетения волокон, особенностью волосяного покрова и т. д.), называются топографическими (рис. 2).

Рис. 2. Топографические участки меховой шкурки:

1 — шейка; 2 —лапа; 3 — хребет; 4 — чрево; 5 — бок; 6 — огузок; 7 — хвост

Эпидермис растет путем размножения своих клеток: он не имеет собственных кровеносных сосудов и питается за счет тех питательных веществ, крови и лимфы, которые доставляются кровеносными сосудами дермы. От размножения эпидермиса зависит и размножение волоса, так как он образуется из эпидермиса.

В эпидермисе ясно выражены два слоя: наружный роговой и внутренний слизистый, примыкающий кдерме и называемый также мальпигиевым слоем. Слизистый, или мальпигиев, слой состоит из нескольких рядов живых клеточек, растущих вверх и делящихся надвое, одна над другой. Более старые клеточки выдвигаются наружу и становятся плоскими. В наружном роговом слое клеточки, становясь сухими, образуют чешуйки, которые непрерывно отпадают и заменяются новыми клеточками. Это шелушение носит название перхоти и замечается на шкурах многих животных, например у козлины. Таким образом, перхоть не болезнь, а скорее результат чрезмерно быстрого размножения клеток эпидермиса. Образованы эти клетки из особого вещества — кератина, отличающегося по своим химическим свойствам от коллагена и эластина, из которых состоит средний слой кожи — дерма. Вследствие того, что в меховом производстве приходится одновременно обрабатывать и дерму и эпидермис, знание различий их химических свойств для мастера-меховщика является чрезвычайно важным.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШКУРЫ

Сухое вещество шкуры состоит, главным образом, из белков. Оно имеет в своем составе углерод, водород, кислород, азот и серу. Белки, из которых состоит шкура, различны по составу и своим свойствам. Главнейшие из них: меланины, кератины, эластины, белки лицевого слоя и коллагены.

Меланины — окрашенные белки, составляющие пигмент волоса; от них зависит окраска меха. Они нерастворимы в воде и разбавленных кислотах, но растворяются более или менее легко в разбавленных щелочах. Образование меланина в живой ткани ускоряется при действии сильного солнечного све-

та; меланин образуется при этом в большем количестве как бы для защиты ткани от действия слишком интенсивного света. Этим объясняется известное явление «загара», состоящее в потемнении кожи. Обратное действие производит солнечный свет на мертвую ткань, которая при этом, как говорят, выгорает, т. е. окраска тускнеет. Этим свойством пользуются для отбеливания мехов, например горностаев.

Коллагены — главная составная часть мездры. Они нерастворимы в разбавленных растворах солей, кислот и щелочей при комнатной температуре, но растворяются в кипящих растворах концентрированных кислот и щелочей. В воде коллагены набухают, особенно интенсивно в присутствии щелочи или кислоты. Поваренная соль в растворах свыше 10% препятствует набуханию коллагенов. При кипячении с водой получается клей. Коллагеновые волокна-фибриллы в сырой шкуре склеены между собой особым веществом — кориином. Путем воздействия на шкуру обезвоживающими веществами (солью, спиртом), а также некоторыми дубителями волокна можно разделить. Разделение волокон происходит вследствие осаждения склеивающего вещества на их стенках.

Эластины также нерастворимы в разбавленных растворах солей, кислот и щелочей при комнатной температуре, но все же их действие сильнее, чем на коллаген. Эластины отличаются от коллагенов тем, что в воде не набухают и при кипячении с водой не дают клея.

Кератины в разбавленных растворах солей, кислот и щелочей растворяются очень медленно. В крепких щелочах растворяются раньше, чем коллагены и эластины затронутся в значительной степени. Кератины в воде не набухают и не дают клея. Из кератина образованы волос и эпидермис.

Волос, состоящий из кератина, при горении выделяет характерный запах жженого рога, горит постепенно и сплавляется на конце в шарик твердого пористого угля. Эта реакция позволяет отличать животный волос от растительных волокон, сгорающих сразу с запахом горелой бумаги и без образования шарика. От растительных волокон животный волос отличается также своим отношением к кислотам и щелочам, а именно: кислоты значительно сильнее действуют на растительные волокна, чем на животные, и наоборот, щелочи действуют значительно сильнее на животные волокна, чем на растительные. Следовательно, если в мехе, выделанном серной кислотой, кислота будет присутствовать в избытке, то после пошивки из меха изделий нитки в швах от кислоты будут разрушаться и изделие будет легко пороться.

Животный волос отличается от всех других волокон тем, что если его кипятить в растворе едкого натра (каустической соды), к которому добавлена окись свинца, то раствор вследствие образования сернистого свинца чернеет. Образование черного сернистого свинца объясняется тем, что кератин, из которого состоит волос, содержит серу, которая вступает в соединение с окисью свинца и дает сернистый свинец. Содержанием серы в кератине волоса объясняется и запах сернистого газа, выделяемого при горении волоса.

От аммиака волос изменяется мало. Углекислый аммоний почти совсем не действует на него, а потому является лучшим средством для очистки. Крепкие щелочи при кратковременной обработке действуют на «шерстный» волос (волос, имеющий свойства шерсти) гораздо слабее, чем разбавленные, в особенности когда они содержат глицерин (на волос, но не на мездру). При этом волокно становится крепким, более блестящим и легче красится.

Известь действует слабее едких щелочей, но отнимает у волоса частично серу, благодаря чему он становится твердым, хрупким и труднее свойлачивается.

По отношению к разбавленным кислотам волос довольно устойчив. Но от концентрированных, крепких кислот все же более или менее страдает. Волос способен поглощать кислоту. Например, волос меха, выделанного пикелем, т. е. раствором поваренной соли с купоросным маслом, содержит кислоту, которую невозможно удалить промывкой чистой водой. Такой волос красится иначе, чем волос, не подвергавшийся никакой обработке.

Концентрированная азотная кислота окрашивает волос в желтый цвет.

Хлор очень сильно действует на животный волос и изменяет его свойства. Для хлорирования применяется обычно хлорная или белильная известь. После обработки хлорной известью волос желтеет, теряет способность свойлачиваться, на ощупь кажется твердым и напоминает шелктем, что скрипит при сжимании. Красится такой волос гораздо легче. При умеренном действии хлорной извести можно, не ухудшая качеств волоса, достигнуть некоторых интересных результатов, а именно усилить накрашивание и получить на «шерстном» волосе шелковистость.

Волос гигроскопичен, т. е. обладает способностью вбирать в себя воду, увеличиваясь при этом в весе. Количество поглощаемой воды неодинаково для всех волос и зависит от строения кутикулы. Нормальное содержание воды в шерсти (т. е. в волосе мерлушки, овчины) 18%. Вода при высушивании удаляется в два приема: при 36 "С удаляется 8%, при 100 'С — остальные 10%. Вполне высушенная шерсть хрупкая и ломкая, но при обратном поглощении влаги она вновь приобретает первоначальные свойства.

При 100 °С шерсть делается пластичной и легко отпрессовывается в формы. Это свойство позволяет получать горячим тиснением на мехе различные узоры и рисунки под каракульчу и т. д. При 110 °С шерсть уже начинает изменяться, а при 130 'С сгорает.

Шерсть, смоченная 10%-м раствором глицерина, выдерживает без изменения нагревание до 130-140 °С.

Сернистая кислота, получаемая при сжигании серы, поглощается и сильно удерживается волосом; она употребляется для отбелки волоса. Предполагают, что при этом происходит образование бесцветных веществ из меланинов.

ВОЛОС

Волос представляет собой эпидермиальное образование. Разрушается эпидермис, разрушается и волос. На рис. 3 видно, что эпидермис углубляется в дерму, образуя в ней мешочки или сумки, в которых зарождаются корни волос. Из дермы в сумки проникают особые сосочки, снабженные нервами и кровеносными сосудами и питающие волос.

Рост волоса происходит в нижней его части, находящейся в дерме, вследствие образования новых частей волоса за счет энергично размножающихся клеточек мальпигиева слоя, получающих питание от сосочка. Формирующийся из клеточек мальпигиева слоя волос проталкивается постепенно все выше и выше, проникает через эпидермиальный слой и появляется, наконец, на поверхности шкуры. Таким образом, скорость роста волоса зависит от скорости размножения клеток, окружающих сосочек. Вновь образовавшиеся клетки волоса слизисты и мягки. Продвигаясь наружу, они твердеют и удлиняются.

Рис. 3. Строение волоса:

1 — волос; 2 — эпидермис; 3 — мальпигиев слой; 4 — дерма; 5 — сальная железа; б — сердцевина волоса; 7 — корковый слой волоса; 8 — кутикула волоса; 9 — слой волосяного влагалища; 10 — волосяной сосочек; 11 — волосяной мускул; 12 — отложения жира в коже

Часть волоса, лежащая в дерме шкуры, называется корнем волоса. Нижняя расширенная часть корня, охватывающая сосочек, называется луковицей. Корень волоса лежит в трубке, состоящей из нескольких слоев эпидермиальных клеток и называемой волосяной сумкой. От формы сумки зависит форма волоса; изогнутая сумка дает кривой волос. Наружная часть волоса, выступающая над шкурой, называется стволом. Волос состоит из трех слоев: из наружной оболочки (кутикулы), коркового слоя, состоящего из удлиненных волокнистых клеток, и сердцевины, составленной из одного или нескольких рядов клеток. Форма сердцевинных клеток для разных животных разная и является одним из признаков, по которым можно под микроскопом определить, какому животному принадлежит исследуемый волос. В клетках кутикулы и сердцевины может присутствовать также пигмент, дающий окраску волосу. Между клетками сердцевины содержится воздух.

Если волос, отмирая, отпадет, то клетки, окружающие сосочек волоса, начинают размножаться и производят на месте отмершего новый волос.

К старости пигмент уже не усваивается волосом, и новые волосы, не содержащие пигмента, имеют белый цвет.

При жизни животного волос обильно смазывается жиром, доставляемым сальными железами. Сальные железы (рис. 3) имеют протоки, ведущие в верхнюю часть сумки. Жир проникает в сумки, покрывает и смазывает волос, затем вытекает на поверхность шкуры, смягчает ее и защищает от холода. Отдача жира железой волосяной сумке регулируется при помощи подымающего мускула, связанного с волосяной сумкой под сальной железой. Мускул снабжен двигательными нервами и может сокращаться под влиянием таких чувств, как страх, удивление, гнев, а I лавным образом, под влиянием холода. Это проявляется в виде «гусиной кожи» или поднявшегося дыбом волоса. При этом мускул сокращается, давит на железы и заставляет их отдавать жир сумке. Жир, проникающий на поверхность шкуры, останавливает выделение потовых желез и задерживает испарение воды.

Потовые железы образуются из мальпигиева слоя эпидермиса и представляют собой грушевидные мешочки со спиральными протоками, ведущими на поверхность шкуры. Они выделяют воду, соль, мочевину и другие отходы крови и выводят их через протоки.

Таким образом, потовые железы выполняют две роли: 1) выделяют продукты разложения; 2) регулируют температуру поверхности тела, изменяя скорость испарения воды и защищая животное от сухого жара.

Жир, выделяемый сальными железами, и пот смешиваются на поверхности шкуры в эмульсию, называемую жиропотом. У овец количество жиропота достигает 50% от массы шерсти.

Форма и толщина волоса у разных животных неодинаковы. В поперечном сечении волос может быть овальным, круглым, сплющенным. Толщина волоса также значительно изменяется в зависимости от вида и сорта меха, да и на одной и той же шкуре встречаются волосы различной толщины. Толстый волос имеет широкие волосяные сумки и ослабляет шкуру. Поэтому кожа животных с грубым волосом, например у лося и тюленя, бывает очень рыхлая.

Волос расположен на шкуре не прямо, а с наклоном верхушки к огузку. Это имеет значение для многих процессов, в которых мездру приходится подвергать обработке на острых инструментах, например при мездрении и подчистке. Принимая во внимание наклон волоса, мездру нужно обрабатывать всегда от огузка к голове, а не наоборот. При движении мездры от огузка к голове инструмент не задирает корней, что легко может произойти при движении в обратную сторону.

Конец волоса обычно лишен сердцевинного канала и имеет вид сплошного наконечника.

Кутикула на своей поверхности образует часто шипики и различной формы чешуйки. Чешуйчатое строение кутикулы волоса особенно заметно у шерсти; благодаря чешуйкам волос может сваливаться или свойлачиваться в плотную массу, чем и пользуются при изготовлении войлочных и суконных изделий.

С видом и расположением чешуек связаны еще два важных свойства — блеск и большая или меньшая легкость, с которой волос может вбирать воду и красящее вещество при смачивании и крашении. Если чешуйки прилегают друг к другу плотно, то волос имеет больший блеск, чем в том случае, когда края чешуек выдаются. Плотно прилегающие друг к другу чешуйки препятствуют проникновениюводы и красильных растворов внутрь волоса.

Сердцевинный канал имеется не в каждом волосе: обычно он встречается в толстых и средних по толщине. В некоторых сортах тонких волос сердцевинный канал совершенно отсутствует.

Волосяной покров пушных зверей и животных состоит из волос двух категорий. К одной категории принадлежат более короткие, более густо расположенные и более нежные на ощупь волосы. Такие волосы называются пухом. Волосы другой категории длиннее, грубее, ярче окрашены и носят название ость. Остевые волосы неодинаковы по форме. Среди них есть более грубые и длинные волосы, имеющие приблизительно одинаковую толщину по всей длине, — это крупные остевые или направляющие волосы, и есть более мелкие, несколько утолщающиеся к концу.

Пуховые и остевые волосы на теле пушных животных и вообще у млекопитающих расположены группами. Самая простая группа — один остевой и два пуховых — имеется у домашней мыши. Чаще встречаются более многочисленные группы из 8-12 волос: направляющего, остевых различного размера и волос пуха (или подпуши).

Глубина залегания корней остевых и пуховых волос в шкуре различна: корни ости сидят в шкуре глубже. Поэтому при повреждении внутренней стороны шкуры — мездры — прежде всего подрезаются корни ости, и тогда ость легко отделяется от шкуры — «течет», по выражению профессионалов. У некоторых шкур корни ости залегают настолько глубоко, что после выделки они обнажаются на мездряной стороне. Такие шкуры называются сквозняками и считаются браком. Ость их, благодаря тому, что она не имеет никакой связи с мездрой, выпадает при простом встряхивании шкуры. Это явление заметно на сурке, но может быть и у других зверей. Шкура белого хоря, благодаря легкой возможности подрезать корни глубоко залегающей ости, даже мездрится иначе, чем остальных зверей, у него сбивается только самая верхняя пленка мездры.

У большинства видов животных при жизни волос подвергается регулярной смене, называемой линькой. Линька происходит один, два и даже три раза в год. Известны весенняя, летняя и осенняя линька.

С линькой связано интересное явление, наблюдаемое у многих шкур и заключающееся в посинении мездры в период линьки. Его объясняют накоплением пигмента в волосяных сумках новообразующихся волос. В случае отрастания белых волос посинения мездры не наблюдается. Посинение мездры происходит параллельно линьке, и поэтому им пользуются для определения сорта шкур. Синяя мездра является признаком несвоевременно убитого линяющего животного.

Контрольные вопросы: