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主题五 皮革的强度

问题5.1:我们工厂一直做紧实度比较好的修面革坯,最近客户反映有炸面现象。现在想把革坯正面回油,选择什么油可以改善?还有,水场用哪一类的加脂剂可以改善此类问题?

观点1:用Trupon OSL与水1∶8稀释喷正面,静置过夜。

观点2:正面喷皮尔卡乐公司的0300AT。

观点3:用贝克T111辊涂正面,静置过夜。

观点4:用波美公司的Esktan GLH liquid和天然油脂搅均匀稀释后喷正面。

观点5:回油不能根本解决问题,只是稍有好转,从水场中解决才是正道。革坯回油可喷阿帕公司的E123,效果比较明显。

观点6:水场加脂剂配方中牛蹄油的用量可以适量增加。

问题5.2:从河南和山东采购的蓝湿革做修面纳帕革,纤维脆、炸面(主要是臀部严重,其他部位好点),需要从哪里调整?

观点1:炸面的原因可能是粒面负载过重或回水不够,粒面层太干,抑或栲胶和丙烯酸树脂渗透不好导致粒面留存过多,也可能是纤维分散不好或不够滋润造成的。

建议蓝湿革回水要透,可加入适量脱灰剂及平衡铬分布的回软剂;中和要透,可加入适量抗撕裂加脂剂;中和时铬复鞣前加入适量脂肪醛,若有必要,铬复鞣前加入酸性丙烯酸树脂(小分子)或两性丙烯酸树脂,主填充选择渗透性好的丙烯酸树脂,不要卡面。

观点2:栲胶用量多的话,对其的分散要跟上,否则粒面负载过重,就会产生炸面现象。另外加脂剂搭配要合适,滋润感要适当,太干易炸,太润易松。填充的时候,加多一点加脂剂,有一些蓝湿革软化处理得太轻也容易炸面。

卡面:一般是指复鞣剂或者加脂剂吸收不好,在蓝湿革表面聚集过多,造成坯革出现色斑、油腻、油斑等现象。

问题5.3:各种鞣剂如铬鞣剂、改性戊二醛、树脂鞣剂等对皮革撕裂强度的影响是怎样的?

观点1:我认为分子链长一点、支链多一些的鞣剂鞣制的革抗撕裂强度可能高些。

观点2:从影响来说,铬粉肯定是提高强度的,戊二醛也是,实际应用中也验证了。其他材料需要做单独实验对比。这儿只是单纯讲材料,工艺平衡是另外的事了。很多强度不好的蓝湿革,在漂洗后一加铬粉皮屑就多。小分子丙烯酸类鞣剂鞣革的强度好。栲胶中的栗木栲胶最好。

观点3:干态时比较各种鞣剂对强度的影响,醛鞣剂强度最好,其次是铬鞣剂、植鞣剂,最后是树脂鞣剂。

观点4:醛鞣剂分子小,有两个官能团,鞣制程度高,对单位面积上纤维束的密度影响最小,所以革的力学强度最大。植鞣剂,降低革的强度。这个可以通过实验对比获得。单位面积上纤维束数量(密度)是决定强度的根本原因,这也是为什么大量填充影响强度。我感觉醛鞣剂对皮革强度是比较好的。

观点5:要说鞣剂,强度最好的是脂肪醛吧(不包括聚合物类的加脂剂)。只是脂肪醛鞣性太差了,现在更差了,因为不含甲醛。生皮的强度最大,比如鼓是用生牛皮做的,若用铬鞣革做,敲不了多久破裂了;二胡用的是生蛇皮。生皮的纤维束密度是鞣制革的n倍,强度非常大。从制革的角度看,纤维间质去除得越干净,纤维分散得越厉害,皮革强度越差。醛鞣时pH控制在7左右,不要太高,强度应该比较好。我在实际工作中觉得,同等厚度的皮,铬鞣革的撕裂强度最好,因为撕裂强度国际标准是≥25N。一般叉腿式撕裂实验做得多,鞋用革还会做bauman tear测试。方向盘革还会再追加做stitch tear测试。用万能拉力机检测就能总结出来哪种好。

编者:铬粉鞣制的皮革不一定是强度最好的,但铬粉却是凝聚力最好的,能够统帅纤维和其他材料紧密结合团结在一起,这种力量是强大的。从这方面讲,铬鞣比植鞣和其他无机鞣强度好。既要鞣透抗温,又要保持手感等,综合考量当然铬鞣强度最好。铬粉鞣制强度和纤维的分散程度对比,个人认为,分散程度大于凝聚作用,这并不是说铬鞣革强度差,要视情况而定。纤维的原始状态保存越好,强度越好。强度要从两个方面考量:一是纤维的密度,二是纤维的网状应变力,这两者在生产工艺中不可能同方向、同比例地改变,但可以同方向改变强度,也就是说,增加了纤维密度就有可能降低应变力,网状应变力增加纤维密度就有可能降低。但可以同时向增加强度的方向改变,所以只能根据工艺找到一个最合适的平衡点来达到抗张、爆破、抗撕裂强度符合要求。材料对强度的影响是存在的,材料选得要好,工艺平衡也要好,两者都好强度才最好。

问题5.4:绵羊革坯强度不好,有什么好的办法吗?喷油行吗?

观点1:在主加脂时选择多功能的抗撕裂加脂剂比较好,到了革坯只能考虑回油改善一下,完全解决难度太大。

观点2:回鼓加抗撕裂加脂剂,TFL公司的Coripol EF,司马公司的Contripon ODN效果都不错,我也碰到过类似问题。

问题5.5:如何理解皮革(纤维)的强度?化工材料对皮革纤维强度有何影响?如何增加皮革的撕裂强度?

观点1:纤维的强度和皮革的强度是不同的概念,就像一根线的强度和由其按不同方式编织成的不同织物的强度一样。纤维的原始状态保存越好,强度越好,干燥后的生皮如“钢板”一块,强度最好。

成革的强度一方面取决于鞣前准备工段纤维的分散情况,纤维的适度分散有利于铬的结合和交联,使成革强度提高,纤维过度分散成革强度会降低;脱灰不净影响软化和浸酸对纤维的分散,导致铬结合不好,另外硫酸钙沉积在纤维上影响纤维滑动,导致成革强度降低。过高的操作温度(如浸水温度,浸酸温度,染色温度等)也会降低皮革的强度。

观点2:材料对强度的影响是存在的,材料选得要好,工艺平衡也要做好。

复鞣加脂会影响成革强度,一般来讲,能够增加纤维滑动的柔性填充会使强度增加,大量材料产生的刚性填充会使强度降低,如大量栲胶填充,有研究报道强度影响较大。也与后期的材料选择与填充方式有关,比如使用了收敛性较强的复鞣填充材料,使用了偏干的合成类加脂剂,造成纤维脆硬干涩,纤维间没有一定量的油脂包裹与结合。这样后期经干态整理后的革坯身骨板硬,粒面强度差,撕裂强度肯定就不够了。

观点3:在酸性条件下进行回湿时加入阳离子加脂剂,强度会有明显提升。加脂时采用天然油脂、牛蹄油等油感重的加脂剂,对于改善撕裂强度还是比较有效的。加入一些防水型的加脂剂或含防水加脂剂的聚合物材料如汤普勒公司的防水加脂剂D或TBD可改善撕裂强度。采用分步加脂有利于加脂剂的吸收。有人建议在主鞣前浸酸时加入抗撕裂加脂剂SOFT 100(泰安达尚公司),在复鞣之前加入科凯公司的Feramit LSW,中和时再加入些抗撕裂油如赛奇公司的Taurol SE,主加脂时再配些防水加脂剂之类的。总之,提高撕裂强度也是一个系统工程,更重要的是革坯纤维内部复鞣填充材料与加脂剂搭配的平衡。

问题5.6:做修面革革坯不裂面,高温一压就裂面,这是什么原因?一鼓皮里面有个别皮张是这样的,有没有好的解决方法?

观点:个别皮张加脂剂吸收得不均匀,建议加脂剂多用些,别做那么硬挺就好了。如果革坯硬了,上蜡后也会压裂面。或者是革太硬了,建议革坯回油。

问题5.7:头层磨砂革与二层绒面革从透气性、物理机械强度以及耐磨性来说哪个更好?

观点:同样的蓝湿革,头层革强度优于二层革,因为头层革的胶原纤维束致密,方向性比较一致。对于透水汽性,同样的蓝湿革,取决于工艺的类型和所用材料的种类,两者近似,二层革相对好。

编者:未剖层前,无论是纤维粗细,还是编织角度、网状应变力等方面网状层都比粒面层好。只是当剖层后,二层的网状编织受到了破坏,上下切割后产生很多断头,使整个网状纤维变形导致应力降低。而头层既有粒面层,又有一部分网状层,强度自然要好。即使是磨砂革,头层革强度也好于二层。当然这不是绝对的,如果剖层后,头层革只有薄薄的一层粒面层,留下厚厚的二层,那就得到相反的结果。正常情况下,头层革强度好,物理性能好,耐磨;二层革透气性好,各有所长,但是没有前提就不能定论。为了增加二层革的强度,会考虑留一部分肉膜,去肉时轻去几下就好。

问题5.8:丙烯酸树脂鞣剂对强度的影响如何?

观点1:理论上两性丙烯酸树脂适应pH范围广,在铬粉前后或者跟铬粉一起加都适合,另外不会降低撕裂强度。但是实际使用时还是需要谨慎,特别是做高档牛鞋面革。当然了,做山羊鞋面革的强度受两性丙烯酸树脂的影响比牛皮鞋面革要小一些,但也不建议在铬复鞣中加入丙烯酸树脂。

观点2:如果需要在铬粉前加丙烯酸树脂鞣剂,那建议先中和一下再加丙烯酸树脂鞣剂,等丙烯酸树脂鞣剂完全吸收后再降pH、加铬粉。同样的填充条件下,填充、补水升温,先加2%~3%的加脂剂,转30min后酸固定,再换水加加脂剂,这样可以减缓材料在革表面结合,利于增加皮革强度。

编者:小分子丙烯酸树脂固化微纤维,大分子油脂增加纤维网状的应变能力。同时要注意材料吸收均匀,防止粒面过载。除了小分子丙烯酸树脂和大分子油脂外,润滑性填充材料以及改性液体胶原蛋白(如超支化胶原蛋白)也利于保持强度。

问题5.9:如何增加牛鞋面革的撕裂强度?

观点1:加入一些防水型的加脂剂或含防水加脂剂的聚合物材料如汤普勒公司的防水加脂剂Truposist D或Truposyl TBD。

观点2:一要工艺设计合理,二要注意分步加脂,三是加脂剂尽量选择丰满度好且不影响紧实度的,以免加脂后粒面松弛而需进一步填充,从而加重粒面的负荷,导致革面树脂化,所以应多考虑丰满度好的动物油脂。

观点3:建议在复鞣之前加入科凯公司的Feramit LSW,中和时再加入些抗撕裂加脂剂,如赛奇公司的Taurol SE,主加脂时再配些防水加脂剂之类的。

问题5.10:如何提高皮革的耐磨性和撕裂强度?

观点1:对于二层革,其撕裂强度与削匀方式有很大关系,化料方面铝单宁有效果但只能起辅助作用。对于头层革,天然油脂、牛蹄油等油感重的加脂剂对于改善撕裂强度还是比较有效的。

观点2:可以在复鞣染色时使用可以增加耐磨性的材料如氨基树脂、马来酸酐树脂、栲胶或置换单宁。抗撕裂强度的增加可以从以下两个阶段着手。

(1)复鞣染色阶段:主要靠加脂剂,在酸性条件下进行回湿时加入阳离子加脂剂,革的撕裂强度会有明显提升。

(2)准备工段:①纤维间质清除干净;②脱灰干净;③温和浸酸,尽量减少强酸用量;④增加浸酸时加脂剂的用量。

观点3:耐磨性一般是指汽车革、沙发革、服装革等涂层的耐磨耗性能,比如现在沙发革要求在500r以上。耐磨性一般是在坯革磨革时需要考量的指标,还有头层革和二层革的区别,头层革中还有磨砂革和涂饰革的区别,针对不同皮革的需求进行解决比较好。

观点4:撕裂强度与水场使用的甲酸的纯度、品质也有很大关系。

观点5:我们所说的耐磨性一般是针对涂饰时的磨革而言,要求粒面耐砂纸的切割,经不同型号砂纸作用后,平面修饰革粒面绒头要细短、不毛面,磨砂革要求绒头均匀一致,磨里的时候绒毛不能太长。这一方面要求革坯要有一定的身骨,要能耐压;另一方面要求粒面具有一定的刚性强度,不能太软。革坯身骨是个系统工程,需要填充材料和加脂剂的合理搭配与工艺处理才能做出来,粒面的刚性强度则取决于加脂后收紧粒面的材料的选择,一般丙烯酸树脂和氨基树脂是比较好的选择。这个问题需要针对不同的产品采取不同的处理方式,所以只能泛泛而谈。涂饰后的耐磨性可能就是最终成品的表面耐刮擦、耐磨损性能了。

观点6:应该主要是测试涂层的物理强度、涂层与革坯的黏着强度以及革坯的紧实度等。

观点7:关于撕裂强度,人们往往会更关注皮革表面的强度与油感。这个其实是崩裂强度问题。撕裂强度与前期处理纤维的方式有关,比如回湿消斑、较强的中和处理等,也与后期的材料选择与填充方式有关,比如使用了收敛性较强的复鞣填充材料,使用了偏干的合成类加脂剂,纤维间没有一定量的油脂包裹与结合,造成纤维脆、硬、干涩。这样经后期干态整理后的革坯身骨板硬,粒面强度差,撕裂强度肯定就不够了。总之,撕裂强度是一个系统工程,更多的是革坯纤维内部复鞣填充材料与加脂剂搭配的平衡。

观点8:关于皮革撕裂强度的问题,不能只从蓝湿革的角度来说,撕裂强度和胶原纤维的均匀分散程度有很大关系,胶原纤维分散均匀的,强度就好,反之就差。纤维分散得好坏,工艺上应该要注意以下问题:

(1)浸灰碱的膨胀程度和皮纤维的松散(温度,碱用量,石灰用量和加入方式,助剂的选择和用量)。

(2)脱灰的程度。脱灰程度高,撕裂强度就好,反之差(脱灰程度弱的皮,浸酸时加加脂剂改善)。

(3)要注意浸水、浸酸的温度不要太高,可取下限。

编者:皮革强度要从纤维网状应力和单位纤维密度两个方面考虑,这两个方面并不是齐头并进的,有时候会此消彼长,需要根据不同品种研究出最佳工艺方案。总的来讲,既要增加纤维密度,又要网状形变大,复鞣填充阶段均匀而滋润地填充整个皮层是非常重要的。

问题5.11:胎牛植鞣革在太阳下暴晒,第二天进行振软时出现裂面,和暴晒关系大不大?用手指使劲顶革面就裂(前几次生产都没事,这次出鼓4h就进行伸展真空了,静置一晚后,第二天在太阳下晾晒出现了革坯表面被手指顶裂的现象)。

观点1:植鞣革一般会采用温和的干燥方式,暴晒这种快速的干燥方式容易使粒面的胶原纤维变脆。

观点2:暴晒会导致一部分鞣剂在革表面迅速结合以及部分结合不好的加脂剂迁移挥发,造成粒面纤维变脆,尤其是植鞣革更不能暴晒。

观点3:植鞣革在干燥时鞣剂会产生缩合反应。所以,快速高温干燥都是不可取的。当然,在植鞣工艺中添加滋润性强不容易迁移的加脂剂,可防止裂面的产生。植鞣革只要是第一次干燥时注意干燥速度,成品革的物理力学性能还是不错的。

观点4:植鞣从传统的池鞣、池鼓结合鞣,到现在的转鼓速鞣,经历了灰裸皮与栲胶的质量比从100%到60%~70%、再到30%~40%的演变过程。过去的植鞣大底革越磨越亮,特别耐磨,现在的大底革越磨越毛,差不多一年就磨穿了。这说明植鞣革在缓慢大力度鞣制时,物理强度是很好的。

观点5:植鞣革出鼓暴晒有返栲风险,如暴晒当天空气湿度低,又没回潮静置,很容易在振软时出现裂面。

观点6:放置一天经过暴晒产生裂面,我觉得还是工艺没调整好。这种成品革即使做成鞋也会有质量缺陷的。

观点7:纯植鞣革,前几鼓没有晒,没出现问题,后面的晒了就有问题,可能是某个环节温度高了或者是粒面油润感不足。