制革
zhige
制革
leather manufacture
制革是指將生皮鞣制成革的過(guò)程。除去毛和非膠原纖維等,使真皮層膠原纖維適度松散、固定和強(qiáng)化,再加以整飾(理)等一系列化學(xué)(包括生物化學(xué))、機(jī)械處理。
制革工藝過(guò)程通常分為準(zhǔn)備、鞣制和整飾(理)三階段。制革過(guò)程使用最多的設(shè)備是轉(zhuǎn)鼓,浸水、浸灰、脫毛、軟化、浸酸、鞣制、染色、乳液加油等工序都要在轉(zhuǎn)鼓中完成,通過(guò)轉(zhuǎn)鼓的機(jī)械作用,促進(jìn)各種化工材料的均勻滲透,完成制劑對(duì)皮的化學(xué)作用。
準(zhǔn)備 輕革和重革的準(zhǔn)備過(guò)程大致相同。將規(guī)格、產(chǎn)區(qū)相同的生皮按產(chǎn)品要求組成生產(chǎn)批,經(jīng)一系列化學(xué)處理,使生皮纖維結(jié)構(gòu)適度松散。清除生皮中不需要的物質(zhì),盡可能除去真皮中各種非膠原組分而不損傷膠原,為鞣制創(chuàng)造必要的條件。由于輕革的厚度都比原料皮的自然厚度薄得多,因此必須從準(zhǔn)備工段開(kāi)始,采用各種機(jī)械對(duì)原料皮的自然厚度進(jìn)行一系列處理。如浸灰后的生皮,要用去肉機(jī)除去不需要的肉面部分;浸灰后或鞣制后的半成品,要根據(jù)所需成革厚度,用剖層機(jī)剖分到要求的厚度。
準(zhǔn)備工序很多,關(guān)鍵是脫毛和軟化。
脫毛 除去生皮上的毛和表皮及膠原纖維間的纖維間質(zhì),使膠原纖維適度分離的過(guò)程。常用的脫毛方法有堿法和酶法兩類(lèi)。此外還有氧化脫毛法、二甲胺脫毛法,均需嚴(yán)密的防護(hù)措施,且有損操作者的健康,故生產(chǎn)上很少采用。
?、賶A法脫毛。有灰堿法、鹽堿法、堿堿法等。主要是用硫化鈉使生皮上的毛和表皮的硬角蛋白在堿液中水解,破壞雙硫鍵,削弱毛和表皮對(duì)真皮的依附,達(dá)到脫毛的目的。同時(shí)纖維間質(zhì)也被部分除去,使膠原纖維得到分離。堿法脫毛廢液中含有害的硫化物,必須采取有效的治理措施,防止污染環(huán)境。
?、诿阜撁?。通過(guò)生物化學(xué)作用脫去生皮上的毛和表皮。利用蛋白酶消解生皮毛囊周?chē)捅砥づc真皮連結(jié)的基礎(chǔ)物質(zhì),破壞軟角蛋白的結(jié)構(gòu),削弱毛和表皮對(duì)真皮的緊密依附,在機(jī)械作用下使毛和表皮脫落,達(dá)到脫毛的目的。酶脫毛過(guò)程中也伴隨著酶軟化作用。酶法脫毛的工藝控制條件比堿法脫毛要求嚴(yán)格,但它的廢液中不含硫化物,有利于環(huán)境保護(hù)。
軟化 利用酶的作用清除皮垢,消解部分非膠原蛋白和所有降解物質(zhì),使成革柔軟,粒面光滑。通常采用胰酶制劑進(jìn)行軟化,其他的微生物蛋白酶也具有軟化作用。采用多種酶的軟化作用較好,胰酶與微生物蛋白酶結(jié)合使用的軟化效果更好。
鞣制 裸皮轉(zhuǎn)變成革的加工過(guò)程。經(jīng)過(guò)脫毛等一系列準(zhǔn)備加工的生皮稱(chēng)裸皮。只有這種裸皮才能進(jìn)行鞣制。
輕革鞣制 輕革的裸皮經(jīng)鞣制后即進(jìn)行中和、染色和乳液加油,現(xiàn)在多數(shù)品種在中和后還需復(fù)鞣。廣義地說(shuō),這些都屬鞣制階段。
?、禀分品椒ǎ狠p革主要采用礦物鞣料鞣制,其中最主要的是鉻鞣,為制淺色革,可用鋁鞣和鋯鞣等。
鉻鞣是現(xiàn)代輕革的主要鞣制方法。常規(guī)的一浴鉻鞣法是將脫灰、軟化、浸酸后的裸皮,利用原轉(zhuǎn)鼓中的浸酸廢液,先后加入堿度為33%和45%的鉻鞣液,轉(zhuǎn)鼓連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)3~4小時(shí),待鉻鞣液全部透入生皮的內(nèi)層之后,加入一定量的提堿劑(如碳酸氫鈉),提高鞣液的堿度,加強(qiáng)鞣制作用,以增加Cr3+與膠原上羧基的結(jié)合,直到鉻鞣革在不低于95℃的熱水中不收縮,鞣制即告完成。隨著鉻鞣工藝的不斷改進(jìn),出現(xiàn)了油預(yù)處理一浴鉻鞣法、烷基磺酰氯預(yù)處理一浴鉻鞣法、變型二浴鉻鞣法、隱匿鉻鞣法以及少鉻鞣制等鞣制工藝,對(duì)增加生皮對(duì)鉻的吸收和結(jié)合、降低鉻鞣廢液中的含鉻量、減輕制革廢水中鉻的污染都有一定的成效。
鋁鞣是一種古老的鞣制方法。鋁鞣革的特點(diǎn)是潔白、柔軟、粒面緊密而細(xì)致。但水洗后即退鞣,濕革經(jīng)干燥后變得扁薄、板硬。所以此法很少單獨(dú)使用?,F(xiàn)在鋁鹽多用于結(jié)合鞣制。
鋯鞣是始于20世紀(jì)30年代初期。鋯鞣革潔白、豐滿(mǎn)、堅(jiān)實(shí),但彈性和耐濕熱穩(wěn)定性不如鉻鞣革,收縮溫度約90℃。鋯鞣在強(qiáng)酸性(pH小于3)條件下進(jìn)行,如控制不當(dāng),易產(chǎn)生表面過(guò)鞣、粒面收縮。如加入有機(jī)酸或其鈉鹽隱匿進(jìn)行鋯鞣時(shí),可防止表面過(guò)鞣,且鋯鹽能在革內(nèi)滲透均勻。
結(jié)合鞣是用兩種或兩種以上的鞣劑先后或同時(shí)鞣制,使革獲得單一鞣劑鞣制所不能達(dá)到的良好性能。純鉻鞣革雖然具有成革粒面細(xì)致,耐濕熱穩(wěn)定性、防水性、延伸性和機(jī)械強(qiáng)度好等優(yōu)點(diǎn),但面積得率低,成型性差,成革不夠豐滿(mǎn)、堅(jiān)實(shí)。如采用鉻-植結(jié)合鞣法,則成革的豐滿(mǎn)性、吸水性、可塑性和可磨性都有所改善。此外,還有植-鋁結(jié)合鞣、鉻-鋁結(jié)合鞣法等。
②中和:除去濕革中的游離酸,減弱革面過(guò)強(qiáng)的陽(yáng)電荷,防止復(fù)鞣、染色、乳液加油所用的陰離子材料在革面結(jié)合太快造成不均勻滲透。常用的中和劑有碳酸氫鈉、碳酸氫銨、醋酸鈉等。
?、蹚?fù)鞣:鉻鞣輕革常在削勻后復(fù)鞣。它不僅起到填充作用,還能改變革的表面電荷,有利于染料均勻著色和加脂劑的均勻滲透,使染色后的革色澤鮮艷和革身豐滿(mǎn)。近年來(lái),生產(chǎn)正鞋面革、服裝革等,都把復(fù)鞣作為改善和提高成革質(zhì)量的重要手段。對(duì)革身緊密、粒面?zhèn)麣堓^少的鉻鞣正鞋面革,可用無(wú)機(jī)類(lèi)鞣劑、合成鞣劑復(fù)鞣,使成革更加豐滿(mǎn)、柔軟。苯胺革或半苯胺革可用樹(shù)脂鞣劑或合成鞣劑復(fù)鞣。修飾鞋面革可用合成鞣劑、植物鞣劑進(jìn)行適度的復(fù)鞣。
?、苋旧捍蠖鄶?shù)的輕革在鞣制后都需要染色,以提高革的使用價(jià)值。古老的染色材料取自天然植物染料。19世紀(jì)中期,由于合成染料的興起和鉻鞣革的出現(xiàn),使染色工藝技術(shù)和染色革的品種都有了很大的發(fā)展。一般使用水溶性染料,最常用的是直接染料和酸性染料。輕革的染色方法有浸染、刷染及噴染等。
浸染的主要設(shè)備是轉(zhuǎn)鼓。轉(zhuǎn)鼓的機(jī)械作用可以加速染料的滲透,使染色均勻,同時(shí)還可在同一轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行乳液加油。
刷染是將事先溶解好的染液刷在濕革的表面,在掛晾干燥過(guò)程中染料逐漸被粒面吸收而著色。刷染可以節(jié)約染料,但是工效低,易造成色差和色花,因此未被廣泛采用。
噴染是在已染色的革上噴上染料,進(jìn)一步遮蓋粒面的缺陷,使粒面著色更為均勻、飽滿(mǎn),并改善色調(diào),增強(qiáng)染色效果。濕革也可不經(jīng)浸染而直接噴染,以適應(yīng)小批量生產(chǎn)和色澤的變化?,F(xiàn)代噴染一般使用金屬絡(luò)合染料,使粒面色調(diào)豐滿(mǎn),還可產(chǎn)生不同的顏色效應(yīng)。
?、萑橐杭佑停瑚分坪蟮臐窀锶绮唤?jīng)過(guò)加油,干燥后革中纖維會(huì)相互粘結(jié),降低纖維之間的潤(rùn)滑性,致使成革僵硬。加油能使革柔軟、耐曲折,部分油脂還能起到輕微的補(bǔ)充鞣制作用,增強(qiáng)革的韌性。用于加油的制劑稱(chēng)加脂劑。加脂劑的種類(lèi)、加油的方法和油的用量要根據(jù)產(chǎn)品的用途決定。加油一般采用水包油型的乳液,在革里濕態(tài)進(jìn)行。鉻鞣正鞋面革經(jīng)陰離子乳液加油后,最好再加適量的陽(yáng)離子加脂劑,以增加粒面層的油脂結(jié)合量,有助于后期的貼板或真空干燥。
重革鞣制 重革主要采用植鞣法鞣制,植鞣法又有池鞣、池鼓鞣、速鞣之分。此外,還可采用鉻-植結(jié)合鞣法、鉻-鋁-合成鞣劑結(jié)合鞣法等。鞣制結(jié)束后,通常在熱風(fēng)轉(zhuǎn)鼓中加油,使成革堅(jiān)韌、耐磨。
?、俪伧肥莻鹘y(tǒng)的植鞣工藝。池鞣時(shí)裸皮與鞣液逆向流動(dòng),即裸皮由低濃度鞣池向高濃度鞣池移動(dòng),鞣液則由高濃度向低濃度流動(dòng)。先吊鞣,再平鞣,后腌鞣及熱鞣。池鞣的鞣制周期長(zhǎng),勞動(dòng)強(qiáng)度大,排水量多。20世紀(jì)50年代以后,池鞣逐漸被速鞣所取代。
?、诔毓镊窌r(shí),裸皮先進(jìn)入吊鞣池,鞣制一定時(shí)間后轉(zhuǎn)入含高濃度鞣液的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)繼續(xù)鞣制。此法比逆流池鞣法的鞣制周期短。
?、鬯禀穭?chuàng)始于20世紀(jì)60年代。利用粉狀植物鞣劑速鞣大大縮短鞣制周期,簡(jiǎn)化了工藝。速鞣前裸皮必須預(yù)處理,有浸酸-去酸法、鉻鹽預(yù)處理法、六偏磷酸鈉預(yù)處理法和合成鞣劑預(yù)處理法等,合成鞣劑預(yù)處理工藝尚需不斷發(fā)展和完善。
整飾 經(jīng)鞣制、染色、加油后的濕革,還需整飾或整理才能達(dá)到使用要求。
用于整飾的設(shè)備品類(lèi)較多,如拉軟機(jī)、振蕩拉軟機(jī),對(duì)成革起到柔軟的作用;各種干燥設(shè)備如繃平干燥機(jī)、真空干燥機(jī)等,是濕革最后定型、對(duì)成革身骨起主要作用的關(guān)鍵設(shè)備;各種噴漿機(jī)、輥印涂飾機(jī)等賦予成革以?xún)?yōu)美的外觀;熨革機(jī)、壓花機(jī),可使成革粒面光滑、平整,或使粒面呈現(xiàn)各種花紋。
輕革整飾 包括革的整理和涂飾。隨著革的用途日益廣泛,應(yīng)用了印花、壓褶等整理技術(shù),以及移膜技術(shù)等,開(kāi)發(fā)了許多新的花色品種。
①整理:通過(guò)整理可使成革更加豐滿(mǎn)、柔軟、富有彈性。整理工序很多,主要是干燥、平展、拉軟和磨革。
干燥是物理化學(xué)過(guò)程。濕革在干燥過(guò)程中繼續(xù)發(fā)生鞣制作用,同時(shí)使革內(nèi)的油脂與革纖維的結(jié)合更為牢固。濕革的干燥過(guò)程也是皮革纖維結(jié)構(gòu)的最后定型過(guò)程。干燥工序?qū)φ娓锏呢S滿(mǎn)、彈性和粒面細(xì)致起著決定性的作用。干燥方法主要有掛晾、貼板、真空和繃板干燥等。近年出現(xiàn)了高頻干燥技術(shù),但因能量轉(zhuǎn)換率較低,耗電量大,安全防護(hù)措施要求高,還未廣泛應(yīng)用。
平展和拉軟是為了舒展革在鞣制和干燥過(guò)程中所形成的皺紋和周邊的卷曲,使粒面平整細(xì)致,降低革的伸長(zhǎng)率,增大革的面積。平展后的革再經(jīng)過(guò)機(jī)器拉軟或振蕩拉軟,可使成革豐滿(mǎn)、柔軟而有彈性。一般說(shuō),要求柔軟的成革、坯革在平展、拉軟前的含水量應(yīng)較少;而要求較為緊密、彈性較好的成革,含水量可稍高些。
磨革是將粒面?zhèn)麣堓^多的坯革,通過(guò)磨面和涂飾制成修飾面革,提高革的利用價(jià)值。絨面革和絨面服裝革通過(guò)磨面可使絨毛細(xì)致均勻,絲光感強(qiáng)。磨里可使絨毛短細(xì),革里潔凈,厚度均勻,消除傷痕。
?、谕匡棧赫娓?、正面服裝革、票夾革、包裝革及家具革等,都需經(jīng)涂飾才能作為成品革。涂飾后,在粒面上形成一層顏色鮮艷而有光澤的薄膜,使成革不易沾污且易于保養(yǎng)。輕度松面的修飾鞋面革,在涂飾中采用填充性樹(shù)脂刷涂可以減輕松面。通過(guò)涂飾還可不同程度地改善粒面?zhèn)麣埑潭龋岣叱霾寐?。不同種類(lèi)的皮革,需采用不同的涂飾劑。涂飾劑的主要成分有著色劑、光亮劑和固定劑等。涂飾方法主要有噴涂和刷涂?jī)煞N。
噴涂是用噴漿機(jī)或手工將涂飾劑噴涂在革面上。正面革的涂飾一般要噴底層、中層和頂層。底層是直接與粒面接觸的涂層,要求涂飾劑的粘著力強(qiáng),所形成的薄膜要軟,以保持粒面的柔軟和彈性。同時(shí)還需要良好的耐寒和抗有機(jī)溶劑的性能。為防止涂飾劑進(jìn)入革面太深造成涂層過(guò)厚而影響涂飾效果,可先噴一層封閉層,再?lài)娡康讓?。噴中層主要是?duì)革的粒面進(jìn)行均勻遮飾著色,因此中層涂飾劑除要求色澤鮮艷外,還應(yīng)具有良好的遮飾能力和流平性。中層形成的薄膜要求較硬,具有較高的抗張強(qiáng)度和耐磨性能,較小的延伸性,以及一定的耐寒和抗有機(jī)溶劑的能力。頂層又稱(chēng)光亮層,直接影響革的外觀質(zhì)量。頂層的薄膜具有對(duì)中層薄膜的良好的粘著力和耐干、濕擦性能,并比中層硬,以免在熨平時(shí)粘板。
刷涂是用手工或機(jī)器將涂飾劑刷涂在粒面上,一般多用于顏料的整飾和涂層較厚的革類(lèi)。隨著涂飾機(jī)械的發(fā)展,出現(xiàn)了簾幕涂飾、輥印涂飾等技術(shù),以適應(yīng)不同要求的革類(lèi)整飾的需要。
重革整理 以鞋底革為例,主要包括平展、干燥和輥壓。
?、倨秸梗航?jīng)擠水加油后的濕革,晾至一定含水量后進(jìn)行平展,將濕革的皺折部分平展開(kāi),增加面積得率,使粒面細(xì)致。
?、诟稍铮和ǔ2捎脪炝栏稍锖蜔犸L(fēng)干燥。干燥的前期因濕革含水量較多,宜緩慢掛晾干燥,以防植物鞣劑滲出(返拷),影響成革質(zhì)量;后期可用45℃左右的熱風(fēng)將革干透。
?、圯亯?通常采用輥壓機(jī)輥壓兩次,使革面平整、光亮,革身緊密、堅(jiān)實(shí)。
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