制革技术基础课程之《制革准备》第三章 ·5·常用单位符号:L-升;g- 克;mol-摩 尔;min-分钟;m 2-平方米;m 3-立方米;1m=10 -3km=103mm=106μm=109nm(递推关系)第四节 脱 脂脱脂是在一定条件下(温度、机械作用等 ),用碱类物质(如纯碱等)和表面活性剂(如洗涤剂)等脱脂剂或机械方法除去皮内外层脂肪的操作脱脂的目的:①除去皮内的脂肪,以保证前处理各工序化工材料对皮的作用及成品革的质量② 除去部分纤维间质,适当的分散胶原纤维为后面的工序化工材料的渗透和作用打好基础,并有一定的补充浸水和清洁的作用③由于制革的脱脂常使用碱性物,因此,脱脂可削弱表皮、毛囊等皮组织和皮的联系,为拔毛和脱毛等最终除去这些与制革无关的无用物做好准备脱脂适用对象:多脂皮,如猪皮、绵羊皮等,应安排单独的脱脂加工,尽可能除去皮中的脂肪物质而脂肪含量不多的原料皮,在制革加工过程中,经过浸水、碱膨胀以及去肉等化学及机械加工处理,便可以除去大部分脂肪物常见原料皮的脂肪含量:黄牛皮、水牛皮<2%;山羊皮 3-10%;猪皮 15%;绵羊皮 30%;狗皮39%;鲸鱼皮 70%。
皮板中油脂存在部位:①皮下组织层;②乳头层和网状层的交界处;③毛囊附近的脂腺中;④胶原纤维间的脂肪细胞内皮的部位不同,油脂含量也不同,大多数原料皮的头颈部、尾部和背脊线一带含油脂量多,腹肷部少一些脱脂的方法:①机械脱脂法:去肉法、滚筒挤压法、压榨法;②化学脱脂法:皂化法、乳化法、酶水解法;③物理法:溶剂法、吸附法脱脂的影响因素:①温度;②pH 值;③脱脂剂的用量;④机械作用;⑤时间脱脂的质量要求:①油脂污垢去尽;②不出现烫皮;③不掉毛;④回软效果良好,无硬心、无黄心第五节 脱毛与膨胀脱毛与膨胀是准备工段的两个重要工序,可安排在一个工序中进行,制革生产中的“浸灰”就是将脱毛与碱膨胀结合进行的若采用碱法脱毛,则脱毛与膨胀同时进行,若采用其他脱毛方法,则脱毛与膨胀分开常见的脱毛方法有:碱法脱毛(包灰脱毛、低灰保毛脱毛) 、酶脱毛(包括发汗脱毛法、动物粪便脱毛法) 、氧化脱毛等脱毛后的皮称为裸皮,常见的裸皮有:灰裸皮、碱裸皮、酸裸皮和软裸皮等1 碱法脱毛与膨胀以碱类物质作为脱毛材料,从皮上除去毛及表皮的操作,称为碱法脱毛;生皮在碱液中,由于吸收大量水分而变厚、硬而有弹性,皮纤维长度缩短、直径变粗的现象,称为碱膨胀。
1.1 碱法脱毛目的及作用①彻底除去毛和表皮;②充分松散胶原纤维另③除去一部分油脂,溶解胶原纤维部分间质;④使胶原蛋白的酰胺基发生水解,使羧基数增加,等电点降低;⑤消解部分胶原纤维,打断部分交联键,Ts降低1.2 碱法脱毛与膨胀原理1)碱发脱毛原理 碱法脱毛实际上是硫法脱毛,是利用 Na2S 或 NaHS 的还原作用使毛中角蛋白的双硫键破坏,从而把毛除去浸灰碱的脱毛原理是通过硫化碱对双硫键的破坏作用,使角蛋白分解为溶于水的小分子物质而除去涂灰碱的脱毛原理是通过灰碱对毛根角蛋白及其周围连接毛与皮之间联系的类粘蛋白质进行破坏,从而使毛松动,然后由人工推除2)膨胀原理 生皮在酸、碱溶液中大量充水,从而使其膨胀,外观表现为厚度、体积、重量的增加解释膨胀原理的理论有:党南平衡理论和静电排斥理论1.3 浸灰碱的影响因素1)碱的性质和质量 浸灰碱时常用的碱有 3 类:①消石灰 Ca(OH)2:脱毛作用极小,但松散纤维的效果却很好,有利于革获得良好的手感;同时对皮的作用深入、缓和、均匀,不会造成过度膨胀,对纤维的消解破坏作用也较小,但用量过大或作用时间过长时,仍会使皮质损失较大,造成革边腹空松、松鞣前准备——脱脂、脱毛、浸灰(膨胀) 、净面、剖层 ·6·Na2S 硫化钠\硫化碱;NaSH 硫氢化钠;NaOH 氢氧化钠\ 烧碱;Ca(OH) 2 氢氧化钙\消石灰\熟石灰\ 石灰粉;CaO 氧化钙\生石灰;CaCl 2 氯化钙;NaCl 氯化钠\食盐面严重、强度变差等。
作为碱类物质,石灰还具有皂化油脂和溶解、水解纤维间质的作用 (注:这里的用量是指纯石灰,使用石灰膏或石灰粉 时,要依 产品的含量 进行计算在加入方法上,是将石灰粉(石灰膏、石灰浆)直接加入浸灰转鼓中 ) ②硫化碱 Na2S 和硫氢化钠 NaSH:硫化碱主要作用是脱毛,作用迅速,脱毛效果好但由于其水解生成强碱氢氧化钠,有较强的表面膨胀作用,松散纤维的深入性效果较差,同时有较强的皂化油脂和溶解间质的作用使用硫化碱的主要缺点是硫的污染严重Na 2S 硫化钠的用量是一个非常重要的问题,用量大时,脱毛容易,裸皮膨胀程度大,但对皮表面作用强,松面率上升;反之,用量小时,表面作用温和,松面少,但脱毛困难,轻则残留毛根、皮垢,重则留毛多,使革僵硬硫氢化钠与 Na2S 相比,其脱毛作用更强、速度更快 ,但因其碱性较弱,对皮纤维的膨胀、消解作用较为温和,脱脂及溶解纤维间质等其他作用也比硫化钠弱可代替一部分 Na2S 使用,产品为片状或粉状物,水溶性好,可以直接加入,但最好事先化开后加入③烧碱 NaOH:NaOH 碱性很强,没有脱毛作用,对皮的表面作用强,膨胀作用大,松散纤维作用差,皂化油脂、溶解纤维间质作用也较强。
2)浸灰碱添加剂 一般具有助灰乳液稳定,促进灰液渗透,加速浸灰过程,松散纤维,促使皮面平整、洁净,促进皮面纤维舒展等作用,有的产品还可以起到使硫化碱的用量减少,消除残余毛根与皮垢等作用如,葡萄糖——增大 Ca(OH)2 溶解度,稳定灰乳液,缩短浸灰时间,降低皮质损失;硫酸铵和氯化钠——能抑制皮的过度膨胀;表面活性剂——促进灰碱液向皮内渗透;氯化钙——松散纤维,帮助膨胀,与强碱使用时又能抑制膨胀3)温度 温度对脱毛速度影响很大,如温度为 0-10 ℃,脱毛时间为 90-100 min;温度为 10-15 ℃,脱毛时间为 70-80 min;温度为 15-20 ℃,脱毛时间为 40-60 min;温度为 20-25 ℃,脱毛时间为 30 min适当升高灰碱液的温度,能加快脱毛与膨胀的速度生产过程控制浸灰碱温度的做法是,夏季一般在常温下进行,冬天根据水温情况,适当添加热水,一般控制温度 18-25℃;当气温特别高时,尤其要注意对温度的控制,必要时要采取措施,降低浸灰碱转鼓内的温度4)液比 对脱毛过程而言,液比的大小是影响 Na2S 溶液浓度的最直接因素当液比较小时,浓度高,还原作用强,脱毛的速度加快。
而当 Na2S 浓度较高时,碱对皮表面的作用也有所增强对膨胀过程而言,液比的大小影响水量及其向皮内的充入,当液比较大时,膨胀速度加快同时,液比过小时,会使转鼓的机械作用增强,可能造成皮面擦伤等缺陷5)时间 浸灰碱的处理时间与温度、碱的浓度等因素有密切关系脱毛、浸灰碱的作用往往随时间的增加而加强,增加浸灰碱的时间,可得到较软的皮革;但随着处理时间的增长,皮质的损失量也将增加;若处理时间短,往往皮上会留有小毛,胶原纤维分离不够,使成革僵硬、粒面粗糙一般来说,在保证成革品种质量要求的前提下.尽可能地减短浸灰时间6)机械作用 机械作用对浸灰碱影响较大,适当的机械作用对浸灰碱过程有利,可以提高操作液与皮作用的均匀性、灰碱的吸收速度和吸收量,从而缩知浸灰碱时间,具体办法有:搅拌、通入压缩空气翻动以及划槽、转鼓的转动等;但应注意,处于膨胀状态的裸皮,在转鼓转速过快、转动时间过长、机械作用太剧烈等会造成革身空松和皮面擦伤等缺陷浸灰液时,可采取限定转鼓转速,转、停结合,少转多停等措施,来调节机械作用的强弱1.4 常见的实施方法1)灰碱法【Na 2S+Ca(OH)2 体系】 分涂灰法和浸灰法,浸灰法又可分为溶毛法和保毛法。
涂灰法是配制一定浓度的浆糊状物,涂于生皮的肉面,碱会逐渐渗入皮内,到达毛根与表皮,破坏角蛋白,削弱毛、表皮与真皮的联系,然后借助手工或机械将毛除去浸灰法是将浸水后的皮完全浸入含有 Ca(OH)2的 Na2S 液中处理溶毛法以 Na2S 为主(3-5%) ,加入少量 Ca(OH)2,以分离胶原纤维保毛法以 Ca(OH)2为主,加入少量 Na2S(分次加入) ,以促进脱毛作用 【Na 2S+H2O→NaSH+NaOH】2)盐碱法 实质是强碱脱毛,中性盐的主要作用是抑制皮的过度膨胀,常见的体系有: ①Na 2S-CaCl2 体系中的 CaCl2 可降低体系碱性,抑制过度膨胀;Ca(OH) 2 可松散胶原纤维;②Na 2S-NaCl 体系,高浓度的 Na2S 溶液具有溶解毛的作用, NaCl 可抑制皮的过度膨胀;多应用于猪皮;③NaOH-CaCl 2 是一个低灰浸灰体系,NaOH+CaCl 2→Ca(OH) 2+NaCl;多用于酶脱毛之前的碱膨胀3)碱碱法【Na 2S+NaOH 体系】强膨胀,强浸灰,具有很强的脱脂作用,适用于猪皮1.5 碱法脱毛与碱膨胀的质量要求制革技术基础课程之《制革准备》第三章 ·7·常用单位符号:L-升;g- 克;mol-摩 尔;min-分钟;m 2-平方米;m 3-立方米;1m=10 -3km=103mm=106μm=109nm(递推关系)①裸皮皮面颜色均匀一致,不花不绿,不带毛根、毛泥,无锈斑、灰斑;②裸皮膨胀均勾、适度,有一定弹性,无透明、水肿现象;③皮张平整,无严重卷边、挠曲现象。
1.6 浸灰缺陷及其防治缺陷名称 现象描述及表现形式 产生缺陷的可能原因 解决问题的可能方法( 1)带毛根因脱毛不净在粒面上出现的人肉眼可见的短毛(或小毛)的现象1)浸灰时间太短;2)浸灰材料用量太少、浓度太低3)新灰液浸泡过带毛的皮而产生的护毛作用;4)浸水不足1)增加浸灰材料用量,严格控制液比,延长浸灰时间;2)避免带毛生皮浸泡于新灰液中;3)采取措施解决浸水不足的问题 2)浸灰不足生皮在浸灰时未充分均匀膨胀,胶原纤维分离和松散不够成革革身扁薄、僵硬、易脆裂1)浸灰时间太短;2)浸灰材料用量太少,浓度过低;3)浸灰温度偏低1)同上 1) ; 2)严格控制浸灰温度,以 18-22℃ 为宜,夏季常温,过高时注意降温;3)浸灰不足要补充浸灰、加强复灰 3)浸灰过度胶原纤维过度松散,皮质损失过多,促成革松软无弹性、手感差;伸长率过大、强度差,甚至松面、管皱;充水过多,厚度、体积增加过大,肿胀,卷边等1)浸水时间过长,浴液温度过高;2)浸灰灰液过于陈旧;3)机械作用过强,如转鼓长时间快速转动1)缩短浸灰时间,严格控制浴温;2)不用过于陈旧的浸灰液;3)浸灰时控制较低的转鼓转速;4)浸灰过度的灰裸皮,注意调整后续工艺。
4)灰斑因灰裸皮长时间露天存放或在转鼓中未被浸灰液完全浸没,石灰与空气中 CO2作用生产不溶于水的碳酸钙沉积于裸皮粒面所产生的斑痕1)灰裸皮露天存放过久;2)裸皮在转鼓中未被完全浸没;3)在含有 CO2 或硬度过大的水中长时间浸泡和洗涤;1)防止灰裸皮露天存放过久;2)注意灰裸皮在转鼓中静止时要完全浸没;3)出现灰斑的灰裸皮,可用较大量的盐酸浸酸而将其除去 5)钙皂(灰皂)在浸灰过程中,石灰与生皮中的油脂作用所形成的云岩状皂化物1)生皮中油脂含量过高;2)脱脂不净;1)加强脱脂;2)对于已形成钙皂的灰裸皮,应采取机械推挤和加强脱灰、软化等操作来除去;( 6)皮垢(皮屑)残留皮屑:动物在生活期时,因表皮的新陈代谢作用,角质层脱落的部分形成皮屑皮垢:动物在生活期时,沉积在表皮外层的粪便、泥沙、油脂等物,称为皮垢1)浸灰温度偏低;2)机械作用太小;3)浸灰时间太短;4)浸灰材料用量太少1)增加浸灰。