3.6.1脫灰助劑的性能與組分結構浸灰脫毛後的裸皮在浸灰後處於膨脹狀態,皮內存在大量的灰堿。脫灰的主要目的是除去灰皮中的灰堿,從而將裸皮的pH降至軟化所需要的pH,消除裸皮的膨脹狀態,並為以後工序化學藥劑的滲透與結合創造有利條件。裸皮中的灰堿大部分遊離存在於纖維的粗大孔隙內,另一部分被毛細管吸附,還有一部分與蛋白質成鹽結合。對不能在短時間內洗去的毛細管吸附的灰堿和結合的灰堿可采用脫灰劑將其中和除去。

在脫灰過程中,經常出現的問題是脫灰不盡、不透,表麵酸腫,有鈣鹽斑,因此要求脫灰助劑的酸性不能太強,避免加入後皮表麵pH突降(pH<5)產生H2S氣體和皮表麵酸腫現象。要求脫灰劑有較大的堿容量(脫灰值)和緩衝性能以及石灰溶解值,使其在較小的用量下,得到好的脫灰效果,同時不產生負麵影響。根據對脫灰效果的要求,所采用的脫灰劑不僅要能夠緩慢地中和裸皮中的堿,而且在中和後能形成一個緩衝體係,將pH穩定在中性至弱堿性範圍,並且中和產物水溶性好,要能夠被水洗滌除去。脫灰劑屬酸性材料,要求既能中和灰堿,又要使石灰增溶,即要求脫灰劑有較高的脫灰值、緩衝力和灰溶解值,在實際中能夠滿足這些條件的脫灰劑並不多。在生產中最常用的脫灰劑是硫酸銨和氯化銨,實際生產過程中有時也加入少量的鹽酸。

產品作用效果脫灰性能鹽酸強脫灰酸形成有分散作用的CaCl2,有酸腫危險,僅用於表麵脫灰硫酸強脫灰酸形成CaSO4,有酸腫和形成灰斑的危險,僅用於表麵脫灰甲酸、乙酸強脫灰酸脫灰作用類似無機酸,酸腫危險性小,形成的鹽有輕微緩衝作用硼酸弱脫灰酸良好的滲透性,作用緩和,粒麵細致,不能完全除去結合堿乳酸弱脫灰酸溫和的脫灰作用,粒麵細致亞硫酸氫鈉弱脫灰鹽脫灰作用良好,同時有漂白作用氯化銨弱脫灰鹽Ca(OH)2轉變成較小膨脹作用的NH3·H2O和對皮膠原有膠溶作用的CaCl2硫酸銨弱脫灰鹽形成Ca(HSO4)2,可以足夠大的量溶解在水中。

從脫灰工序的要求可以看出,脫灰助劑應部分或全部能夠替代傳統類型的脫灰劑,單獨使用時要求其脫灰能力強,具有緩衝性,不會引起皮表麵酸腫現象;在皮內滲透性好,使脫灰快速、徹底,特別是對厚重的皮也要完全脫灰;對灰皮中的硫化物具有氧化去除作用,避免脫灰過程中產生有毒的H2S氣體。而且與傳統類型脫灰劑搭配使用時,能夠增強兩者的脫灰效果。因此,脫灰助劑一般應是弱的有機酸、非膨脹性有機酸、緩衝鹽、石灰增溶劑和氧化劑等材料的複配混合物。

一些無機酸和有機酸如硼酸、甲酸、乙酸、檸檬酸和乳酸等,都可以用來進行脫灰。它們在皮內滲透較快,脫灰作用緩和,在脫灰液中與其鹽可形成緩衝體係,對pH有一定的穩定作用,脫灰廢液也不會對環境造成銨鹽汙染。但是這些酸使用不當會使裸皮的局部pH過低,這種局部pH突降會引起粗麵或皺麵,特別是在用量過大時更為明顯,這主要是由於局部pH突降使裸皮局部由堿膨脹轉變成酸膨脹而引起的。因此這類有機酸作為脫灰劑一般不單獨使用,常與緩衝鹽搭配應用。在脫灰助劑中也有部分有機酸。

非膨脹性有機酸大多為芳香族酸,如烷基苯磺酸、烷基酚磺酸、烷基萘磺酸、酚磺酸、磺基鄰苯二甲酸等,它們的分子具有偶極或潛在偶極性,能與膠原分子上的多個基團發生作用。因此可以起到降低裸皮pH的功效,脫灰作用緩和,但不會使裸皮明顯膨脹,與石灰反應後的產物溶於水,容易被水洗滌除去。一些輔助型的磺酸類合成鞣劑也是良好的脫灰劑。采用非膨脹性酸脫灰,能迅速消除裸皮的膨脹狀態,對石灰的脫除程度要比銨鹽和普通弱有機酸徹底,可消除灰斑,脫灰過程中無氨味產生,廢液中沒有銨鹽的汙染。

緩衝鹽一般是一元羧酸鈉鹽或二元羧酸鈉鹽,由於其在水體係中具有良好的pH緩衝作用,因此在用有機酸對灰皮進行脫灰的過程中,可防止脫灰體係pH的突降,對裸皮表麵局部的酸膨脹也有一定的抑製作用。另一方麵這類緩衝鹽可與石灰形成可溶性的鈣鹽,有利於石灰的去除,對消除灰斑有良好的效果。

一些類型的脫灰助劑中含有一定量的石灰增溶劑和灰乳懸浮穩定劑,可使脫灰液中溶解的石灰增多,石灰的分散程度增大,有利於石灰從皮內向皮外滲透,對縮短脫灰時間和提高脫灰效果極為有利。石灰增溶劑除了傳統的葡萄糖外,還有葡萄糖酸、多元羧酸鈉鹽、羥基羧酸、聚磷酸鹽等材料。

在脫灰過程中,由於加酸後pH的瞬時過低,有可能會產生H2S。因此在脫灰助劑中含有少量的氧化劑,以氧化S2-,防止產生H2S是很有必要的。某些氧化劑對表皮的色素也有好的清除作用,如NaHSO3、H2O2等。

3.6.2脫灰助劑的製備

皮革脫灰助劑是一個多組分的產品,生產方法為混合複配,其技術核心是組分選取與混合複配比例。由於組分不同以及複合拚混比例的差異,產品在基本性能的基礎上,往往表現為在用途的使用特性方麵略有差異。