267.植鞣的原理是什麼?植鞣重革常規鞣製工藝有哪些?
植鞣過程是鞣質微粒通過孔隙向皮內滲透,皮內水分向皮外滲透,皮外鞣質微粒與皮內水發生交換的過程。如果將裸皮的內外分別看作半透膜的內外,皮內含水,皮外為鞣液,從半透膜角度講,由於水是體係的溶劑,從皮內滲出皮外是一種滲透作用,而皮外鞣液中的鞣質滲入皮內則實質上是一種反滲透作用。產生這種反滲透作用的條件是裸皮的孔隙直徑必須大於鞣質微粒的直徑,皮外的滲透壓必須大於皮內的滲透壓。逆流法原理就是通過從低濃度開始,逐步提高裸皮孔隙的成型性,然後逐步提高鞣液濃度,始終保持裸皮的孔隙不縮小,使裸皮有較大的孔隙,使裸皮外有較大的滲透壓來實現反滲透作用的,其結果使鞣質逐漸滲入裸皮。
逆流鞣法原理或逆流法則:采用傳統池鞣和池鼓結合鞣時,由於是將裸皮從低濃度鞣液池中逐步向高濃度鞣液池中移動,將用過一次的鞣液逐步向低濃度鞣池中移動,裸皮移動的方向與鞣液移動的方向相反,這種方法稱為逆流鞣法。將這一原理稱為逆流鞣法原理或逆流法則。
為了不使裸皮孔隙縮小,防止裸皮脫水,在逆流鞣法中,先用濃度很低的鞣液對裸皮進行鞣製,在裸皮纖維初步得到固定,孔隙的成型性增加後,再逐步提高鞣液的濃度進行鞣製,直到將裸皮鞣透。
高濃度速鞣原理:如果用高濃度植鞣液直接鞣製裸皮,會引起裸皮脫水收縮,發生表麵過鞣或死鞣,因此,傳統的植鞣法是從低濃度鞣液開始,按逆流原則逐漸提高鞣液濃度進行鞣製的。但是,如果先用預處理劑對裸皮進行適當的預處理,然後用高濃度鞣液鞣製,就不會發生表麵過鞣或死鞣,相反還會大大提高鞣質滲入裸皮的速度,達到快速植鞣的目的。
用高濃度鞣液速鞣不發生表麵過鞣或死鞣,一方麵是因為裸皮經過預處理後,保持和固定了膠原纖維間的孔隙,微孔張開有利於鞣質滲入皮內,另一方麵是因為在高濃度時鞣液本身的鞣性比較溫和,與膠原的結合作用不太強,在滲透過程中不會出現因鞣質大分子結合太快而阻塞滲透途徑的現象。
例1:池/鼓結合鞣製工藝
在植鞣革的浸灰過程中,需對其進行高度膨脹,以便打開纖維結構及在纖維間創造出一個可供鞣質聚集的空間。如果一個皮革廠同時生產鉻鞣革及純植物鞣革,為了生產方便,所有皮革可均以同一標準浸灰過程來進行,然後可能的話需選擇出供生產植鞣革的灰皮,再將這些灰皮以 2%的石灰溶液,在浸水鼓或鞣鼓中進行。
純植鞣底革的標準浸灰工藝(以鹽濕皮重計):浸水、水洗後排水、水洗;200%水,溫度25℃,0.5%純堿,轉動30min,排水;200%水,溫度25℃,2.5%硫化鈉,2.0%石灰,轉動120min;20%水,溫度 25℃,3.0%石灰,轉動60min;之後每小時轉動5min,共22h。隔日略微水洗、去肉及稱重。
此過程是以歐洲鹽濕皮(去頭、去肚邊)為生產原料,如果以其它原料生產的話,則化工材料的使用比例及操作時間,需因原料差異進行調整。
①預脫灰100%水,溫度25℃,0.5%硼酸,轉動30min,排水。
②脫灰150%水,溫度25℃ 0.5%~1.0%硫銨,1.0%~1.5%焦亞硫酸鈉,轉動60min,之後每小時轉動5min,放置過夜。檢查脫灰必須完全,排水。
③水洗300%水,常溫轉動20min,排水,再重複一次水洗。
④預鞣100%水,常溫,1.0%酚-萘合成單寧(BLANCOTAN HN),0.1%~0.2%甲酸,轉動60min,水浴的 pH 5.0~5.5。
⑤預鞣預鞣池一般是以漂白的荊樹皮栲膠製成,它必須具備以下條件:
濃度4~6 °Bé(30~40Bk),pH 5.2~5.5,單寧質量分數 3%~4%;非單寧質量分數4%~5%;單寧/非單寧質量比0.7~0.8;鹽類200~250mg;酸類50~60mg;鹽類與酸類質量比4.0~4.5。
在每一次換批次入池生產前,一個固定量(約1/5)的鞣液應排掉,並換加新的準備液並調整保持以上的標準數值。
皮革應在預鞣池中停留10~12h,然後再移至鞣製池。
⑥池鞣鞣製過程是在將皮從一個池至下一個增加鞣製強度的池中傳送的數個步驟中逐漸完成的,在一個兩種濃度的係統中,最好的方式是將皮浸漬在第一係列池中5~10天,第二係列池中15~20天。
在此提及的池子或係列池子都是循環液體係統,例如defour lepetit(d/l)係統,不是複雜且難以控製靜態液體的老係列。
鞣製池的鞣液應有下列條件:
第一係列池:濃度7~8 °Bé,pH 4.5~4.6;單寧質量分數7%~8%;非單寧質量分數6%~7%;單寧/非單寧質量比1.1~1.2;鹽類300mg;酸類90mg;鹽類與酸類質量比3.3。
第二係列池:濃度10~11°Bé,pH 4.3;單寧質量分數10%~11%;非單寧質量分數6%~7%;單寧/非單寧質量比1.4~1.6;鹽類200~230mg;酸類80mg;鹽類與酸類質量比2.5~2.7。
皮革與液重比在所有的池中均應約為(1∶5)(每千克灰皮需5L液體)。
⑦鼓鞣池子鞣製後皮革移轉到鼓中以液比 2~3的鞣液來完成鞣製。
鼓鞣液的分析如下:
濃度15 °Bé,pH 3.8~3.9;單寧質量分數16%~18%;非單寧質量分數6.5%~7.5%;單寧/非單寧質量比2.2~2.3;鹽類200mg;酸類100mg;鹽類與酸類質量比2;溫度38℃。
鼓鞣過程需48~72h,如果轉動時間再延長,則所得的皮革會更結實、堅硬且不易彎曲。在轉鼓中的溫度應該逐漸的增加,到鞣製完成時至38~39℃,溫度的提高可由增加鼓的轉速,或以具有溫控裝置的水循環加熱係統來完成。
例2:黃牛皮底革速鞣工藝(從脫灰裸皮製作)
浸酸:水(20℃)50%,食鹽10%,轉動10min,加甲酸0.5%,濃硫酸1.0%,轉動4~6h。要求pH 3.6~4.0,切口全透。
預處理:倒去全部浸酸液。加元明粉10%,轉動5~7h,要求完全滲透。轉鼓轉速4r/min。
植鞣:粉狀栲膠總用量為浸灰裸皮重的45%,分3次加入。
第1次加楊梅栲膠9%,紅橡栲膠6%,水5%,輔助型合成鞣劑5%,轉動12h,pH 3.8~4.5。要求鞣透。
第2次加木麻黃栲膠7%,落葉鬆栲膠5%,紅橡栲膠3%,轉動6h,輔助型合成鞣劑5%,轉動6h,pH 3.8~4.5。
第3次加木麻黃栲膠7%,落葉鬆栲膠5%,紅橡栲膠3%,轉動12h,檢查鞣製程度,繼續轉動,直至達到所要求的鞣製程度。轉鼓轉速2~4r/min,鼓內溫度應不超過42℃。總鞣製時間28~72h。
退鞣:將鞣製出的革在稀的廢舊植鞣液中轉動2~3h。出鼓堆置2天。
漂洗:水(40~45℃)200%,1#合成鞣劑2%,轉動30~40min。用清水悶洗2遍,每遍15min。
以下進行擠水、加油、幹燥、整理等操作。
例3:黃牛皮底革速鞣工藝(C-RFP速鞣法)
調節:脫灰裸皮,在無液狀態下,加調節劑Baysel C 4.0%,亞硫酸氫鈉0.1%,甲酸2.0%,轉動2~3h,pH 3.5。
預鞣:鼓內溫度不超過32℃,直接加合成預鞣劑Tanigan RFS 8.0%,轉動3~4min。用25~30℃水洗滌。控幹水。
植鞣:栲膠總用量為浸灰裸皮重的35%~38%,分2次加入。第1次加粉狀栲膠18%,轉動2h。第2次加粉狀栲膠18%,轉動14~20h。
栲膠的種類和配比可根據具體產品性能要求而定。鞣製結束時鼓內溫度35~38℃,不能太高。出鼓後堆置1~2天。
以下按常規方法水洗、擠水、加油、幹燥整理。
該方法是在裸皮脫灰後,在無液狀態下,先用鹽和酸的混合物Baysel C對裸皮進行調節,然後直接加非收斂性合成預鞣劑進行預鞣。在用水洗去鹽分之後,控水,在無液狀態下加粉狀栲膠進行主鞣。
268.影響植鞣重革生產的主要因素有哪些?植鞣時,首先是使鞣質迅速滲入裸皮,並均勻深入裸皮的內層,到達裸皮膠原纖維的全部間隙。然後是促使鞣質與膠原纖維肽鏈上的各種官能團進行充分結合,達到鞣製的目的。滲透和結合是同時進行的,但又是有所區別而可以控製的。一般植鞣初期,希望結合慢而滲透快,以達到更快地滲透入裸皮內部、防止表麵過鞣的目的。植鞣末期,滲透基本完成,則希望加快結合,以促進鞣質與膠原充分結合,增強鞣製的效果。
影響植鞣的因素雖然很多,但都是通過對滲透和結合這兩項指標的影響,來影響鞣製過程和鞣製效果的。這些因素有:
(1)裸皮的狀態
裸皮的狀態主要指對裸皮膠原纖維的鬆散程度及鞣前預處理狀況。
在準備工段,經過酸、堿、酶的作用,膠原纖維得到了鬆散。裸皮膠原纖維鬆散程度的大小直接影響到鞣質向皮內的滲透速度及成革的性能。
纖維鬆散程度大時,有利於鞣質滲透,但成革的堅實性較差;纖維鬆散程度小時,鞣質滲透較慢,但成革比較堅實。因此,在準備工段,對裸皮膠原纖維的鬆散程度應根據植鞣方法和成革的性能要求而定。例如,對於底革,如果采用傳統的慢鞣方法,要求裸皮膠原纖維不過度鬆散,脫灰時隻進行表麵脫灰,如果采用高濃度速鞣法,則要求裸皮膠原纖維鬆散比較充分,脫灰完全,並進行適當預處理。裝具革要求比底革柔軟,裸皮膠原纖維鬆散應比底革充分,同時需進行表麵軟化。
(2)鞣劑的性能
①鞣劑向皮內的滲透能力和與皮的結合能力直接關係到鞣劑向皮內滲透的速度及滲入皮後鞣質與膠原結合的量和結合牢度。鞣劑能否賦予革良好的豐滿性和堅實性等直接關係到成革的性能及品質。
鞣劑滲透與結合能力的最常用的兩個指標是純度和收斂性。
純度反映鞣劑中鞣質與非鞣質的相對多少。由於非鞣質對鞣質微粒具有穩定和分散作用,並且可先滲入皮內為鞣質微粒的滲透開辟通道,因此,純度低時鞣劑中非鞣質含量高,利於鞣劑滲透,純度高時,鞣劑中鞣質含量高,與皮的結合能力較強。