Клей

Клей

Клей (Leim, Haut-oder-Lederleim, colle). – В технике различают главные сорта К. соответственно сырым материалам, служащим для его приготовления, именно: костяной (чистый – желатина), рыбий и обыкновенный илистолярный (также мяздровый) или шубный, иногда назыв. «русским»). Производство столярного К. в России имеет почти исключительно кустарный характер; во многих случаях это производство непосредственно связано с кожевенным (теперь под названием столярного К. поступают в продажу также низшие сорта костяного, или продукт, получаемый смешением костяного К. с обыкновенным). Материалами для приготовления обыкновенного К. служат различные кожевенные отбросы, у нас преимущественно так наз. мяздра, т. е. обрезки сырой шкуры, получаемые при утончении ее с мясной стороны; кроме того, могут быть употребляемы целые шкуры, как больших животных, так и мелких, напр. зайцев. Из целых шкур и их обрезков можно получить до 50% К., из отбросов кожевенных заводов 40 – 45%, в среднем, из обыкновенного смешанного кожевенного отброса получают 25% высушенного К. Переработка кожевенного отброса на К. состоит из следующих операций: 1) подготовки сырого материала, 2) выварки К., 3) формовки студня и его разрезки и 4) высушивания К. Подготовка сырого материала производится различно, в зависимости от качества этого материала. Если отбросы с кожевенного завода поступают в продажу, то на улучшенных заводах их подвергают следующей подготовительной обработке. Материал помещают в большие зольники, где обработывают известью (1 – 2% раствор) в течение 15 – 20 дней, при чем 3 – 4 раза подбавляют свежего известкового молока; затем промывают водой, помещая для этого материал, в сетках или корзинах, в текучую воду, или – в промывных машинах; после промывания высушивают на воздухе и упаковывают. При обработке известью происходит обмыливание жиров и растворение некоторых составных частей крови; вообще, цель подготовительных операций – очищение сырого материала и отчасти предохранение его от загнивания. На клееваренных заводах обыкновенно подготовленный указанным способом материал снова держат некоторое время в слабом известковом растворе и затем опять промывают водой. Если для клееварения употребляется отброс от кож, уже подвергавшихся золке, то его или прямо промывают водой, или предварительно обрабатывают старым дублом; при этой обработке полнее удаляется известь, а клеевой раствор, получаемый при выварке, полнее осветляется, благодаря присутствию дубильной кислоты. При выварке К. из свежих кожевенных отбросов последние лучше всего сохранять в воде, к которой прибавляют карболовой кислоты. Вместо обработки кожевенных отбросов известью предлагают также употреблять сернистую кислоту. Кожевенный отброс погружают в водный раствор сернистой кислоты на некоторое время в закрытых чанах; происходит сильное разбухание, разрыхление и беление массы. При выварке из обработанной таким образом массы К., последний получается почти белого цвета. Для выварки К. из кожевенных отбросов применяют различные приемы. Обыкновенный, или старый, способ состоит в том, что сырой материал (Leimgut, Rohleim) помещают в чугунный или медный котел (диаметром 130 см. вверху и высоты в 100 см.), заливают водой и нагревают, пока масса распустится. Для устранения пригорания сырого материала в котел вставляют проволочную сетку или ивовую корзинку, или сетчатое дно, или решетчатое деревянное дно, покрываемое соломой, так, что сырой материал не приходит в соприкосновение с дном котла, причем котел вмазывается над топкой так, что огонь охватывает только его дно. Во время варки масса увеличивается в объеме, делается прозрачной и постепенно растворяется, что ускоряют, перемешивая содержимое котла или сливая жидкость снизу и наливая ее опять наверх. Когда весь К. перейдет в раствор (через 3 – 5 час.), счерпывают собирающуюся на верху пену (белки, жир, известковое мыло) и варят до тех пор, пока вынутая проба будет застывать при охлаждении в студень надлежащей консистенции. Затем жидкость (иногда после предварительного процеживания через корзину с соломой) спускают в котлы или в деревянные, выложенные свинцом ящики, где дают отстояться, а затем разливают в формы. Для лучшего осветления перед отстаиванием к жидкости прибавляют небольшое количество квасцов (1 кгр. на 1000 литр.); также для получения более прозрачного и бесцветного К. применяют фильтрацию через костяной или древесный уголь. Обыкновенное расположение аппаратов на клееваренном заводе – таково, что в печной кладке выше других помещают резервуар для воды, затем ниже располагается клееваренный котел, еще ниже – котел для отстаивания. Под клееваренным котлом устраивается топка, из которой огонь, пройдя под дном котла, направляется далее под водяной резервуар; под котлом для отстаивания также устраивают небольшую топку, но этот котел может быть нагреваем только с боков, а дно его должно быть защищено кладкой. – При другом приеме выварки – повторном кипячении – поступают следующим образом. На известное количество сырого материала наливают сначала лишь1/4 всего нужного количества воды, кипятят 11/2 – 2 часа и спускают раствор, затем снова наливают столько же воды и т. д.; эти отдельные вари лучше всего перерабатывать отдельно, так как получаемый из них К. – неодинакового качества; последняя порция раствора (более слабого) употребляется для обработки свежого материала. Этот прием выварки К. представляет то преимущество, что раствор К. не подвергается столь продолжительному кипячению, как при предыдущем способе: при продолжительном кипячении уменьшается крепость К. и способность его раствора превращаться в студень. Наиболее рациональный способ выварки К. – паром высокого давления, так как выварка происходит быстрее и получается более крепкий раствор К. При варке паром нужно, однако, иметь в виду следующее главное условие: необходимо, чтобы давление не превышало известного предела, именно 0,75 – 1,5 кг. на 1 кв. см., в противном случае ухудшаются свойства К. Сама варка производится в закрытых котлах, снабженных трубкой для отвода выделяющихся летучих продуктов в топку; сначала нагревают острым паром, а когда начнется кипение, то через змеевик. Применение паровой выварки в закрытых котлах представляет значительное преимущество перед обыкновенным способом также в отношении устранения крайне неприятных летучих продуктов, выделяющихся при клееварении; при варке по обыкновенному способу приходится делать особые приспособления, вполне сходные с применяемыми для подобной же цели на салотопенных заводах, для устранения неприятного запаха на самых заводах и в окружающей их местности. – из отбросов от дубленой кожи также можно извлекат К., но для этого из материала должна быть удалена сначала дубильная кислота. Поэтому предлагаемые способы обработки таких отбросов настолько сложны, что едва ли выработка К. из таких материалов может быть выгодна.

Приготовленный тем или другим из описанных способов раствор К., после застывания в студень, разрезывают на пластинки и высушивают. Прежде употребляли формы из елового или пихтового дерева (пирамидальные ящики глубиной в 10 см., шириной 30 см. и длиною 1 м.), в которых застывание К. происходит медленно, отчего он легко подвергался загниванию. Теперь пользуются железными оцинкованными формами (высотой 254 мм., поверхность верхнего сечения 305 х 356 мм. поверхность дна 290 Х 330), в которых охлаждение вообще происходит быстрее; кроме того, формы помещают в подвалы с низкой температурой и ускоряют охлаждение, омывая их снаружи холодной водой. Затвердевание раствора К. происходит в деревянных формах через 12 – 24 ч. – Так как при всех способах выварки К. получаются растворы, а затем студень, содержащий очень много воды, что влечет за собой большие затруднения при высушивании студня, то на некоторых заводах, прежде формования, раствор клея подвергают сгущению. Такое сгущение клеевого раствора может быть без вреда выполнено только под уменьшенным давлением, так как при кипячении с водой под обыкновенным давлением К. изменяется (уменьшается его клейкость). Поэтому сгущение растворов К. производят в вакуумаппаратах. Сгущенные растворы К. нередко разливают в оцинкованные железные формы размеров, соответствующих величине пластинок, в виде которых он поступает в продажу. Студень, получаемый из обыкновенных форм, выкладывают из последних на смоченную деревянную пластину и затем разрезывают на пластинки сначала горизонтально, посредством проволок, вставленных в раму, а затем вертикально, ножем. Пластинки К. подвергаются затем высушиванию на воздухе или в сушильнях, или можно комбинировать тот и другой способы вместе. При высушивании необходимо соображать употребляемые приемы со следующими свойствами клеевого студня. Студень остается твердым при температурах не выше 25°, при высших температурах он расплывается; при сильном ветре и в очень сухом воздухе пластинки влажного К. коробятся и растрескиваются; на морозе они распадаются. Поэтому наилучшее время для пользования естественной сушкой – ранняя осень и весна; вследствие этого заводы, употребляющие естественную сушку для К., не работают ни зимой, ни в жаркое лето. Для высушивания на воздухе пластинки К. накладывают на веревочные сетки, натянутые на рамы, и эти сетки помещают под навесами или в сараях с решетчатыми станками; для того, чтобы плитки К. не прилипали к бичевкам, их переворачивают 2 – 3 раза в день, пока отвердеют. Естественная сушка К. представляет еще то неудобство, что вследствие медленного высушивания могут наступать процессы разложения: особенно часто появляются на поверхности К. красные пятна, происходящие от образования культур Micrococcus prodigiosus (хромогенной бактерии). Такого рода изменения К. могут быть предоотвращены прибавлением к раствору К. небольшого количества фенола. Еще более верное средство против разложения К. представляет искусственная сушка его, которая происходит, кроме того, в короткое время. Сушильни, устраиваемые на клееваренных заводах, представляют камеры (высота 2 – 3 м., ширина и длина 10 – 16 м.), в которых на стойках размещаются рамы с сетками, нагруженные пластинками К.; вытягивание воздуха через трубу вверху камеры производится обыкновенно помощью механического вентилятора, а для нагревания свежего воздуха, входящего снизу, над полом сушильни располагают паровые трубы, или (что несравненно лучше), подогревание воздуха производится в калорифере, находящемся под полом камеры. Для того, чтобы процесс высушивания К. происходил правильно, необходимо рамы сначала располагать вверху камеры, затем постепенно перемещать их сверху вниз. Для ускорения сушки, воздух, прежде поступления в калорифер, иногда особо высушивают, заставляя проходить через ящики с хлористым кальцием. Высушивание в сушильнях с калориферами происходит в 24 часа. Для крупного производства весьма удобна сушильня Шейдемантеля (Scheidemantel), представляющая горизонтальный канал, в который ввозятся вагончики с сетками, нагруженными плитками К. Воздух, нагретый (не выше 25°) в паровом калорифере, вступает в этот канал с одного конца, а влажный воздух высасывается вентилятором с другого конца; вагончики постепенно передвигаются в направлении, противоположном току воздуха. Другие приемы высушивания, как, напр., отнятие воды посредством прибавления к раствору К. некоторых растворимых солей, высушивание клеевого студня посредством распределения его тонким слоем на нагретые металлические валы и проч., не вошли в употребление в практике. Обыкновенный, столярный К. представляет четырехугольные плитки желтого или янтарного цвета, более низкие сорта окрашены в бурый цвет; такой К. имеет стекловатый излом, несколько упруг, не притягивает влаги на воздухе; лучшие сорта К. прозрачны, непрозрачный К. содержит минеральные примеси. В холодной воде хороший К. сильно разбухает, но вода лишь слабо окрашивается и не приобретает запаха; хороший К. не должен распускаться в воде даже через 48 часов. Размоченный К. при 30°С начинает делаться жидким и совершенно распускается при 60° Ц. Чем больше связывающая способность К., тем он лучше;она бывает тем больше, чем меньше времени раствор К. подвергался нагреванию. К. из кожевенных отбросов обладает большей связывающей способностью, нежели костяной и К. из рыбьей чешуи. – При приготовлении раствора К. для склеивания деревянных предметов нужно избегать продолжительного нагревания; лучше всего сначала размягчить К. в холодной воде, а уже затем нагревать с водой при температуре несколько низшей 100°, при чем раствор К. должен быть такой концентрации, чтобы по снятии с огня на нем появлялась пленка. Слишком крепкий раствор быстро затвердевает и не успевает проникать в поры дерева, склеивание слабым раствором также неудобно, так как тогда при высыхании слоя К. в нем образуются пустоты. Для приготовления больших количеств клеевого раствора употребляют медные котлы, которые вставляют в другие, и нагревание производят паром, пропуская его в промежутки между стенками котлов.

Почти совершенно неокрашенный К. (кельнский К) приготовляют следующим образом. Сырой материал, назначенный для клееварения, помещают в резервуар, наливают воды, прибавляют белильной извести (0,5 ч. на 100 ч. материала), дают стоять 1/2 часа, прибавляют соляной кислоты до слабокислой реакции, оставляют еще на полчаса при частом перемешивании; после того спускают жидкость, массу тщательно промывают водой и тогда приступают к выварке К. Жидкий К. приготовляется для тех случаев, когда требуется иметь запас готового клеевого раствора. Превращение растворов К. обыкновенной концентрации в студень можно предотвратить посредством прибавления к ним небольших количеств азотной или, лучше, уксусной кислоты, что не препятствует затвердеванию К. по испарении воды из такого раствора. Глицериновый К. (Glycerinleim) представляет мягкую массу, состоящую из К. и глицерина. Для приготовления такой массы столярный К. распускают в воде, нагревая на водяной бане до образования густого раствора, затем прибавляют равное по весу количество глицерина, перемешивают, выпаривают до удаления излишней воды, выливают в форму или на мраморную доску и охлаждают. Такая масса употребляется для гектографов, для приготовления печатных вальцов, эластических фигур, штемпелей, для гальванопластических моделей. К. при прибавлении 1/4 по весу глицерина уже утрачивает свою хрупкость. Масса с таким содержанием глицерина и с различными другими твердыми подмесями употребляется для приготовления искусственной кости, глобусов, небьющихся кукол и пр.

Главное применение обыкновенного К. – для склеивания деревянных предметов; значительные количества его употребляются для приготовления клеевых красок, для проклейки бумаги, для аппретуры, а также для различных препаратов, частью поименованных выше. Чаще всего качества обыкновенного К. определяют по внешним признакам. Прозрачность, не слишком темный цвет, значительная твердость служат признаками хорошего К. Для более точного определения качества К. предложено несколько методов; однако, большая часть их дает малопригодные результаты. При испытании качества К. нужно определить степень его чистоты и затем достоинство его, как склеивающего вещества. По некоторым указаниям, клей может быть рассматриваем как фальсифицированный лишь тогда, если содержание в нем золы превышает 8 проц. Средний состав столярного К. следующий: 100 ч. К. содержат 16,7 воды, 2,15 золы, 0,037 жира, 0,178 свободных летучих кислот, 0,191 связанных летучих кислот, остальное – глютин. Из способов, предложенных для определения технического достоинства К., укажу на следующие. По Грегеру, осаждают из раствора К. глютин танином, осадок взвешивают, вычисляют количество глютина, принимая, что осадок содержит 42,74% его. Способ неточен, потому что осадок в действительности не бывает всегда определенного состава, осаждение глютина происходит неполное и находимое таким способом содержание глютина не находится в прямом соотношении с крепостью К. Другие способы (Шаттенмана, Липовица и Вейденбуша) также на дают результатов, которыми можно было бы пользоваться для практических целей. Наиболее рациональный метод испытания К. употребляется в артиллерийских мастерских в Шпандау, близ Берлина. Сущность способа состоит в том, что бруски определенных размеров склеивают на торцевых поверхностях раствором испытуемого К. определенной концентрации и затем, по высушивании, олределяют груз, необходимый для разрыва слоя К., соединяющего оба бруска. Для той же цели может быть весьма удобно применена машина Фрюлинга (Fruhling), назначенная для испытания крепости цементов. Ср. F. Dawidowsky, «Die Leim und Gelatine Fabrication» (3 изд., 1893); Musspratt, «Chemie» (т. V, 4 изд.).

В. Руднев.