生皮经过鞣制“质变”成为革。一般在干燥前称为湿革,在干燥后则称为坯革。湿革在鞣制后至干燥前的一段加工过程,按传统的制革工艺仍列为鞣制工程,若按湿、干加工两大单元划分,则称为鞣后湿加工,但也有称之为湿态整理。为了便于讨论,以鞣制为中心,整个湿加工暂且划为鞣前湿加工[见本讲座(3)]和鞣后湿加工两个部分。而实际上,一旦工艺技术、机械设备和生产管理等条件成熟,整个湿加工(包括鞣制在内)就有可能形成制革湿加工的自动生产流水线。
鞣后湿加工的目的,就其作用和效果而言,归纳起来,主要有三个方面:
其一,为了巩固和加强鞣制效果,改善成革的性能。例如,复鞣可以提高成革的丰满性和耐湿热稳定性;退鞣可以除去革面未结合鞣质和非鞣质,使革色淡亮,避免革在干燥后产生反栲和裂面;静置(或搭马)可以使革内鞣质与胶原进一步结合、固定;填充可以克服松面,提高革的坚实耐磨性和丰满性。
其二,使成革稳定,具有良好的手感,柔软、滋润,呈现各种色彩,为整饰打好基础。例如,漂洗、中和,可以除去革上的游离酸,未结合鞣质和中性盐,使成革稳定、利于加工,久存不致脆裂或出现盐霜;染色可以使革具备各种悦目的颜色,这对不涂饰或轻涂饰的革尤为重要;加油可以增加革纤维间的润滑性,赋予成革以柔软性和滋润性。
其三,伴随必要的机械加工,为了使革的厚度符合要求,并使整张革的各个部位厚度均匀一致;同时也可以实现“一皮变多皮”,提高得革率,例如削匀、剖层。
鞣后湿加工主要包括复鞣、退截、中和、漂洗、染色、加油、填充以及属于机械加工的挤水、削匀和剖层等工序。这些工序的前后衔接和增删,随产品种类和生产工艺而异。综合一般的生产工艺,其工艺流程表示如下。
铬鞣轻革→削匀·剖层→复鞣→中和→染色→加油→填充→干燥·整饰
植鞣重革→退鞣→漂洗→(染色)→加脂→填充→干燥·整理
鞣后湿加工操作,除挤水、削匀、剖层属机械加工外,几乎都在转鼓中实施。其基本原理,主要是湿革与复鞣剂、中和剂、染料、加脂剂、填充剂的物理与化学作用。兹择其扼要者介绍如下。
1.复鞣
原理:利用复鞣剂加强或改善鞣制效果,其主反应详见鞣制理论。铬鞣剂复鞣基于胶原酸性基团(如羧基)与铬络合物配位结合形成交联键;植物鞣剂复鞣基于胶原碱性基团(如氨基、胍基、羟基)与鞣质以多点氢键结合,多种鞣剂结合复鞣则取决于所用鞣剂的特性,复鞣也会改变湿革的表面电荷。
加工方式:①一般在削匀或剖层后进行转鼓复鞣;②属结合鞣工艺者复鞣即为初鞣的继续,重革亦然。
2.退鞣
原理:植物鞣革在完成鞣制后,进入低浓度的鞣液,基于浓度差引起的反渗透作用,革上的未结合鞣质和非鞣质,趋于液相而被除去。
加工方式:多见于重革,通常池、鼓退鞣均有之。
3.中和
原理:利用中和剂(如弱碱及其盐类)中和革内游离酸,并提高其pH,降低表面正电荷,提高革内铬盐的碱度,促其与胶原进一步结合。
加工方式:操作在转鼓内进行,主要用于铬鞣革或其他矿物鞣革染色之前。4.漂洗
原理:利用纯碱、硫酸;草酸与大苏打;或辅助性合成鞣剂,促使植鞣革表面沉积的鞣质和非鞣质溶解,抑或对革面起轻度漂白作用,使革色浅淡均匀。
加工方式:①主要用于植鞣革,常见转鼓漂洗,也有池漂;②染浅色的铬革也可漂洗。
5.染色
原理:鉴于湿革的鞣法和染料的性质不同,其反应有异,但作用历程主要包括染料分子在染液中向革相渗透过程及其与革纤维作用而被革吸收、固定、结合的过程,实际生产上,主要用酸性或直接性染料染表面带阳电荷的革,用碱性染料染表面带阴电荷的革,其间反应主要属于电价(离子键)结合,此外还有其他结合形式。
加工方式:①转鼓加温有浴染色;②刷染或喷染;③划槽染色;④通过式轧染。
6.加油(脂)
原理:利用加脂剂或以乳液态或以热熔态实施之。加脂剂渗入湿革内,有的成膜状沉积、包覆固定于革纤维上,有的借反应基团相互作用而结合,分布于革纤维之间。
加工方式:①表面涂油;②轻革转鼓乳液加油;③重革转鼓无浴加脂;④浸油法。
7.填充
原理:利用填充剂(如蛋白质、树脂、植物鞣剂、无机盐,有机物等)充塞或填补于革纤维间,或黏结、包覆纤维,或与纤维反应结合。
加工方式:①刷填;②转鼓填充;③浸渍填充。
鞣制与鞣后湿加工是制革生产全过程的“中心”,对成革的性能起着决定性作用。有的甚至决定成革的最终面貌。由于各工序的加工原理和方式差异殊大,兹扼要分述如下:(www.xing528.com)
1.挤水、削匀、剖层
这些操作分别在挤水机、削匀机、剖层机上进行,要求操作人员技术娴熟精练,削匀或剖层后的革,整张厚度应均匀一致(臀部可掌握偏薄些),且厚度应符合产品的规定标准。挤水不应有压皱或死褶印;削匀不应有跳刀、冲刀、削薄、削焦、削破;剖层不应有流丝、剖薄、剖洞等病疵和缺陷。
2.复鞣
根据湿革的复鞣要求,选择适宜的复鞣剂进行不同程度的复鞣是颇为重要的。一般来说,对于革身紧密、粒面完好的铬鞣鞋面革,可用其他矿物鞣剂复鞣;对于轻微磨面后制造苯胺革或半苯胺革的铬革,则宜用树脂鞣剂或合成鞣剂复鞣;对于重磨面作修饰面革的品种,宜用合成鞣剂或植物鞣剂进行中等程度的填充复鞣;对于制造运动鞋革、压花箱包革、防水革等,可用较多量的植物鞣剂进行较强的填充复鞣,见表1。
3.中和
中和操作与中和剂的性质、用量以及中和的液温、时间等因素密切相关,而中和程度则取决于产品类型和染色、加油的具体要求。例如,鞋用正面革要求丰满而有弹性,可以表面着色并加以涂饰,仅须表面中和;而绒面革、服装手套革要求柔软丰满,绒毛细密富有丝光感,染色、加油要求渗入革的内层,则应完全中和。经验证明,中和程度与染料的渗透、加油的深浅和成革的软硬密切相关。
表1 不同复鞣程度与复鞣剂的大致用量
中和剂的选择主要取决于中和程度,一般表面中和者可用碳酸氢钠(小苏打),完全中和者宜用碳酸氢铵。
中和程度的检验通常用甲基红指示剂检査臀部切口,见表2。
表2 中和程度的检验标志
4.漂洗
漂洗主要是漂白洗涤植物鞣革面上的不溶物(如黄粉、红粉等)以及因氧化而颜色发黑的未结合鞣质,使革色均匀、淡亮、柔和;也可漂洗铬鞣革面上的轻度的结面铬斑或较深的湖绿色,是制白色或浅色革的辅助措施。
各种漂洗剂的作用有别,应按品种要求酌定。例如植物鞣工业用革可用纯碱和硫酸;植鞣箱包、衬里革可用草酸与大苏打;染浅色的铬鞣革可用辅助性合成鞣剂(事先应调节pH)。
5.退鞣
退鞣操作一般在植物鞣完成后进行,先将革浸入浓度很低的(10~15°Bé)鞣液中浸渍,然后浸入更低浓度的鞣液或清水中退洗,以除去未结合鞣质和非鞣质。
6.染色
染色所涉及的面很广,以常用的转鼓浴染为例,构成染浴的主要成分是革、染料、助剂和水。因此染色操作应控制和注意:
(1)湿革的状态与染色的效果直接有关。湿革张与张、批与批、甚至部位之间的颜色应均匀一致;革面不应有油污、花斑及操作伤痕,否则会导致色花、色差,尤其是染浅色或不涂饰的革,染色前往往进行选坯、组批。同时湿革的复鞣、中和也会改变革的表面电荷,影响染色的亲和力。
(2)染料的选择应根据湿革的不同鞣法和生产品种的要求。首先选择一种或几种染料,确定基本色调;然后组织配方。一般来说,铬鞣革选用酸性或直接性染料,植物鞣革选用碱性染料,绒面革、服装手套革选用渗透性好的酸性染料,苯胺革选用遮盖力强、结合牢固的金属络合染料,黑色革(不涂饰的)宜选用酸性或直接性染料染色,再用碱性染料套色,等等。
(3)染浴pH的变化制约着革与染料之间的渗透与结合。湿革所染的颜色深浅浓淡,除与染料的用量有关外,主要取决于染浴的pH。pH低,革面的阳电荷强,与阴离子染料结合快,匀染性不良;反之,pH高,革面的阳电荷弱,与阴离子染料结合慢,渗透性好却不易上色;据此,调节pH可以促进匀染抑或上色。
(4)于染浴中添加助剂,可以加速或延缓革与染料的结合。例如,染色初期,添加匀染剂(如氨水、小苏打、中性盐、扩散剂N、平平加O等)能实现匀染或缓染;染色后期,添加固色剂(如醋酸、蚁酸、固色剂Y等)却又能实现上染或固色。
此外,温度能增加分子动能,加快反应速度(对于常见的吸热反应),因此适当的温度,既有利匀染,也加速上色。染色操作应防止色头不正、色花和色差等缺陷。
7.加油
与染色相似,湿革的状态,加油操作的温度、机械作用对于加油效果均有影响。就常用的乳液加油而言,乳液的pH、离子型态以及颗粒直径均与乳液的稳定性有关,在加油过程中油乳粒的破乳、沉积、结合,直接影响到加油的效果,一般认为油乳粒的直径以2.5~4.5μm为宜,pH 7~8为好,温度与乳液中油粒的分散度、渗透力有关,应控制50~60℃为宜。机械作用是促进油粒向革内渗透、破乳以及与革纤维结合的物理因素之一,油粒在革内受到转鼓的滚动、弯折、曲挠和挤压,表面乳化剂膜破裂,发生机械性破乳。加油操作应防止革面产生油斑和油腻。
8.填充
轻革填充为使成革丰满、坚实并改善松面。常以酪素、揩光浆、蛋黄、栲胶以及填充性树脂为填充剂。采用树脂填充时可用刷填法或浸渍法,一般仍用转鼓浴填法。
重革填充为使成革增加重量,改进弹性和抗水性,提高坚实、耐磨性能。常以葡萄糖、钡盐和镁盐以及树脂为填充剂,进行转鼓无浴填充,填充剂混合后热熔,再从鼓轴加入。
填充操作的控制与填充目的和所用的填充剂有关,温度、pH均应加以控制。就面革改善松面进行树脂填充而言,控制填充的深度是重要一环,如果能正确控制操作,使填充剂分布于粒面层与网状层连接处的薄弱环节,可以收到理想的填充效果。
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